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磷酸铁锂动力电池组容量损耗分析

发布日期:2018-03-08 来源: 本网 查看次数: 1729 

核心提示:  基金项目:国家“63”计划资助项目(2003AA501350)和中央高校基本科研业务费资助项目(CDXS11151156)。:胡银全(1978-),?#26657;?#21338;士。E-mal:hyql61tom.com

  基金项目:国家“63”计划资助项目(2003AA501350)和中央高校基本科研业务费资助项目(CDXS11151156)。:胡银全(1978-),?#26657;?#21338;士。E-mal:hyql61tom.com别电池容量衰减过快的问题,有利于电池组的?#34892;?#20351;用,减缓了电池组容量衰减的速度,延长了电池组的循环使用寿命。

  1电池充放电机理及自放电分析1.1电池充放电机理磷酸铁锂正极材料具有规则的橄榄石型结构,对磷酸铁锂电池的结构和特性进行了大量研究。磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材?#31995;?#38146;离子电池,充放电过程中结构稳定。在充放电过程中,聚合物隔膜将正极与负极隔开,电子不能通过而锂离子可以通过。其充放电反应机理为从式(1)、式(2)可以看出,其充放电反应是在LFePODFeP04两相之间进行。充电过程中,锂离子从UFeP0 4中脱出通过隔膜向负极迁移,正极形成FeP0 4相?#29615;?#30005;过程中,锂离子从负极脱出通过隔膜向正极迁移?#24230;隖eP04中形成UFeP04.由于充放电过程中铁氧配位关系变化很小,所以在脱嵌锂过程中虽然存在物相变化,但是没有影响其电化学性能的体积效应产生。

  电池自放电分析电池的自放电是指电池在未使用状态下,电池容量自然损失的现象。通常情况下,电池的自放电程度主要受正极材料、电池的制作工艺、电解液性质、温度和时间等因素影响。自放电使电池损失一部分容量,不同类型的电池自放电过程不同。电池自放电受温度影响较大,且受电池荷电状态影响较大。如果负极处于充足电的状态而正极发生自放电,电池内容量平衡被破坏,将导致永久性的容量损失。长时间或经常自放电时,锂有可能沉积在碳上,增大两极间容量的不平衡程度。在?#23548;?#24212;用中,电池自放电还包括电池管理系统所消耗的容量。

  2.是电池组车载放电。单节电池检测模块分别对每一节电池电压、温度进行检测;触摸屏模块对电池组总电压、总电流进行检测,并对电池组的充电过程进行控制。低电压电动汽车每组电池的电池数为16节,串联在一起,总电压约触摸屏模块检测电池组总电压、总电流,并在触摸屏模块上把电池组总电压、总电流、单节电池电压、温度等重要信息实时显示出来。触摸屏模块同时通过CAN总线与充电机、均衡模块和电机控制器进行通信,对动力电池组的充放电过程进行监测和控制,是管理系统的核心。

  磷酸铁锂动力电池组充电过程如下:开始阶段,充电机对磷酸铁锂动力电池组进行串联充电,单节电池检测模块对单节电池电压、温度进行检测,将检测结果通过CAN通信送给触摸屏微处理器,触摸屏微处理器监测、控制串联充电过程。按照单节电池电压控制串联充电的方式充电,当串联充电结束时,触摸屏模块检测到某节或某几节电池SOC?#31995;停?#38656;要启动均衡模块时,触摸屏发出信号,启动对应电池的均衡模块。?#26412;?#34913;充电模块完成对各单节电池的均衡充电后,均衡充电模块停?#26500;?#20316;,触摸屏微处理器显示电池组充电完成。

  通过磷酸铁锂动力电池组充电实验验证,均衡充电模块能很好地对电池组中各单节电池进行均衡充电,通过电池组均衡充电装置,能使电池组中各单节电池都充满电量。

  4结语通过对电池组不可逆容量损耗和可逆容量损耗的分析,设计了一种带有均衡装置的适合车载动力电池的管理系?#22330;?#27492;电池管理系统采用低功耗电池检测模块对单体电池电压、温度等信息进行检测,触摸屏模块采用低功耗设计,在待机状态下,自动进入低功耗模式。电池均衡模块只有在触摸屏模块发出指令时才工作,降低了电池组的能量损耗。电池管理系统对电池组的充放电过程进行监测和控制,避免电池过充、过放、过温、大电流等对电池造成损坏,使电池都能充满电,有利于电池组的?#34892;?#20351;用,延长了电池组的循环使用寿命。

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