如何解决电动和混合动力轿车重要缺陷电池容量问题？
来源：宝鄂实业
2019-07-20 09:42
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节能环保一直是人们热议论题，电动和混合动力轿车则供应了一种节省能源和削减二氧化碳排放的极好方法。可是，电动和混合动力轿车重要缺陷就在于其电池容量，以及由此带来的跋涉间隔的绑缚。因为可以安装进轿车的最大电池标准常常遭到体积和分量绑缚，因此优化运用现有电池容量变得越来越重要。
要供应用于电动轿车的现代高性能电池所需的几百伏电压，一般需求将几个独自的电池单元以串联方法相连接。电池组中的每个电池单元，电池单元容量、自放电率、温度特性和电池阻抗等都各有不同，而且差异会跟着电池的老化而增大。当电池单元正在充电时，这种差异便会导致一种现象，即某些电池单元还没有充满满足的电能，但另一些电池单元早已充满电荷了。除非采用额定方法，不然充电进程有必要间断，因为假设某个电池单元过火充电，就会发生损坏、甚至有或许彻底损坏。
类似的现象也会在放电时发生。与前相反，情况是某个电池单元早已彻底放电，而其它的电池单元依然具有满足的能量可持续为轿车供应动力（理论上的）。可是，这时轿车不或许持续行走，因为这会使较弱的电池单元过度放电，作用会导致电池单元的损毁。为了防止上述两种这些情况的发生，单个电池单元之间的主动平衡是有必要的。
被逼平衡方法将可用能量转化为热损耗
现在广泛运用的方法是被逼平衡技术，就是运用电阻将早已充满电的电池单元再次放电，以便其它电池单元可以持续充电。这个方法的缺陷是清楚明晰的：
* 出于平衡的意图，电池只能被放电
* 旁路电阻的放电电流引起功率损耗
* 宝贵的能量转化为热量，不能为轿车供应动力
* 削减轿车的跋涉间隔
被逼平衡方法仅能将贮存在电池单元中的能量转化为热损耗，而主动平衡则可以将一个电池单元中的电荷传送至另一电池单元。完毕电荷传送有几种方法，如运用开关电容或电感。当运用电容式方法时，电容会与有较高电压的电池单元并联。一旦此电池单元完毕充电，它即与有较低电压的电池单元并联，可以持续为其充电。此进程会不断重复，直至悉数电池单元都抵达相同的电压间断。
运用电容器的方法具有很高的本钱效益，但有个缺陷就是均匀的平衡电流被绑缚在50mA以下。运用电感方法则不存在此绑缚，而且在此情况下，很简单便抵达1A或以上的平衡电流。
用主动平衡法完毕快速和几乎无损耗的电荷传送
主动平衡是通过并联电感和需获取电荷的电池来完毕的。此作用导致线圈中的电流持续添加。
锂离子电池依据安全的原因，有必要监控单个电池单元，因为过载会发生燃烧，在极点情况下甚至会发生爆炸。与过压、欠压和温度监控相同，准确的充电条件测定等附加功用也是需求的。在半导体市场上已供应能完毕悉数这些功用与不同的平衡方法的元件。运用先进的主动电池单元平衡解决方案（如爱特梅尔 ATA6870电池处理电路）每一个电池单元都有独自的电子监控，以便供应如充电状况测定、主动/被逼平衡或过压、欠压和温度监控等功用
相较于其他二次电池，铅酸蓄电池主要有以下性能比较优势：
A、实现工业化生产的时间最长、技术最成熟的电池，性能稳定、可靠，适用性好;
B、采用稀硫酸作电解液，无可燃性，电池采用常压或低压设计，安全性好;
C、工作电压较高、工作温度范围较宽，适用于混合电动车(HEV)等高倍率放电应用;
D、能浮充电使用，浅充浅放电性能优异，适用于不间断电源(UPS)、新能源储能、电网削峰填谷等领域;
E、大容量电池技术成熟，能制成数千安时的电池，为大规模储能提供了便利。
②成本比较优势
铅酸蓄电池是最廉价的二次电池，单位能量的价格是锂离子电池或氢镍电池的1/3左右。此外，铅酸蓄电池的主要成分为铅和铅的化合物，铅含量高达电池总质量的60%以上，废旧电池的残值较高，回收价格超过新电池的30%，因此铅酸蓄电池的综合成本更低。
③再生利用比较优势
铅酸蓄电池组成简单，再生技术成熟，回收价值高，是最容易实现回收和再生利用的电池。全球再生铅产量已经超过原生铅产量，美国废铅酸蓄电池铅的再利用率已超过98.5%，我国废铅酸蓄电池的再利用率也达到90%以上。镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池多为小型电池，且组成复杂，再生成本高，回收难度大，再生产业难以实现市场化运营。目前，前述电池全球的平均回收比例不足20%，特别是锂离子电池，多数国家尚未实现有效回收和再生。
相较于其他二次电池，铅酸蓄电池主要有以下性能比较优势：
A、实现工业化生产的时间最长、技术最成熟的电池，性能稳定、可靠，适用性好;
B、采用稀硫酸作电解液，无可燃性，电池采用常压或低压设计，安全性好;
C、工作电压较高、工作温度范围较宽，适用于混合电动车(HEV)等高倍率放电应用;
D、能浮充电使用，浅充浅放电性能优异，适用于不间断电源(UPS)、新能源储能、电网削峰填谷等领域;
E、大容量电池技术成熟，能制成数千安时的电池，为大规模储能提供了便利。
②成本比较优势
铅酸蓄电池是最廉价的二次电池，单位能量的价格是锂离子电池或氢镍电池的1/3左右。此外，铅酸蓄电池的主要成分为铅和铅的化合物，铅含量高达电池总质量的60%以上，废旧电池的残值较高，回收价格超过新电池的30%，因此铅酸蓄电池的综合成本更低。
③再生利用比较优势
铅酸蓄电池组成简单，再生技术成熟，回收价值高，是最容易实现回收和再生利用的电池。全球再生铅产量已经超过原生铅产量，美国废铅酸蓄电池铅的再利用率已超过98.5%，我国废铅酸蓄电池的再利用率也达到90%以上。镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池多为小型电池，且组成复杂，再生成本高，回收难度大，再生产业难以实现市场化运营。目前，前述电池全球的平均回收比例不足20%，特别是锂离子电池，多数国家尚未实现有效回收和再生。
容量(安时)
充满电的蓄电池在给定的放电倍率条件下的放电能力，也就是在给定的放电电流条件下能够持续的放电时间(小时)如C20=60AH时，放电电流为60除以20等于3A。
深度放电
采用小电流将蓄电池完全放电后的状态，蓄电池电压下降到放电终止电压以下。AGM电池有较好的耐神放电能力)。
使用寿命
满足性能要求的蓄电池使用年限或者充放电的循环数。
衰减
长期使用过程中容量的损失。
瓦特
电功率的度量单位，即顺着电势方向或逆着电势方向移动电子做功的速率，计算公式为：瓦特=安培x伏特。
充满电的蓄电池在给定的放电倍率条件下的放电能力，也就是在给定的放电电流条件下能够持续的放电时间(小时)如C20=60AH时，放电电流为60除以20等于3A。
深度放电
采用小电流将蓄电池完全放电后的状态，蓄电池电压下降到放电终止电压以下。AGM电池有较好的耐神放电能力)。
使用寿命
满足性能要求的蓄电池使用年限或者充放电的循环数。
衰减
长期使用过程中容量的损失。
瓦特
电功率的度量单位，即顺着电势方向或逆着电势方向移动电子做功的速率，计算公式为：瓦特=安培x伏特。
