項(xiàng)目一 動(dòng)力電池課件 任務(wù)4 動(dòng)力電池性能檢測(cè)

任務(wù)4動(dòng)力電池性能檢測(cè)項(xiàng)目一動(dòng)力電池建議課時(shí)：1課時(shí)動(dòng)力電池作為純電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力汽車(chē)最主要的部件，你能使用現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)工具正確檢測(cè)動(dòng)力電池的單元（單體）電池性能參數(shù)嗎？1.能夠描述儲(chǔ)能電池的主要性能指標(biāo)；2.能夠描述動(dòng)力電池性能指標(biāo)的含義及檢測(cè)方法。1.能夠正確使用儀器進(jìn)行動(dòng)力電池性能檢測(cè)與維護(hù)。儲(chǔ)能電池的主要性能指標(biāo)工作準(zhǔn)備實(shí)施步驟動(dòng)力電池性能指標(biāo)與檢測(cè)方法1.儲(chǔ)能電池的主要性能指標(biāo)（1）電壓電壓分電動(dòng)勢(shì)、額定電壓、開(kāi)路電壓、放電電壓和終止電壓等。（2）內(nèi)阻內(nèi)阻是指電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力，電池在短時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)態(tài)模型可以看作一個(gè)電壓源，其內(nèi)部阻抗等效為電壓源的內(nèi)阻，內(nèi)阻大小決定了電池的使用效率。（3）容量和比容量（4）效率（5）能量（6）功率與比功率（7）放電電流和放電深度（8）荷電荷電（state-of-char，荷電狀態(tài)）是指蓄電池放電后剩余容量與全荷電容量的百分比，又稱(chēng)荷電程度。荷電是人們?cè)谑褂弥凶铌P(guān)心的、也是最不易獲得的參數(shù)數(shù)據(jù)，因?yàn)楹呻姵潭仁欠蔷€性變化的。（9）儲(chǔ)存性能和自放電（10）壽命2.動(dòng)力電池性能指標(biāo)與檢測(cè)方法（1）動(dòng)力電池性能指標(biāo)常見(jiàn)的車(chē)用動(dòng)力電池有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。每種電池根據(jù)各自技術(shù)原理有不同的特性，各種電池在比容量、充放電次數(shù)、技術(shù)成熟度性能上有差別，典型電池的參數(shù)值如表：電池類(lèi)型單體電壓/V比容量/（Ah.kg-1）循環(huán)次數(shù)技術(shù)成熟度成本鉛酸電池2.050500成熟低鎳氫電池1.2802000較成熟較低鋰離子電池（磷酸鐵鋰）3.21502000較成熟較高電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池的主要性能指標(biāo)包括電壓、內(nèi)阻、容量和比容量、能量以及效率等。要使電動(dòng)汽車(chē)能與傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)相競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵就是要開(kāi)發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長(zhǎng)的高效電池。目前針對(duì)評(píng)價(jià)動(dòng)力電池性能已經(jīng)有了較為完善的法規(guī)和測(cè)試方法?？偨Y(jié)下來(lái)，主要從電池基本性能、循環(huán)性能（使用壽命）和安全來(lái)對(duì)電池的好壞做出評(píng)價(jià)動(dòng)力電池常見(jiàn)性能評(píng)價(jià)

單體模塊包/系統(tǒng)基本性能一致性（容量、能量、內(nèi)阻、功率）絕熱量熱測(cè)試（ARC）分析，Cp測(cè)試不同溫度、倍率下的充放電性能BMS功能測(cè)試，不同溫度、倍率下充放電性能，高低溫啟動(dòng)、能量效率循環(huán)性能常規(guī)壽命（考慮因素：充放電電流、工作SOC區(qū)間）日歷壽命（電池質(zhì)保期）模擬工況壽命實(shí)際工況壽命（FUDS工況、USO6工況、MVEC工況、NEDC工況）安全性能電可靠性、機(jī)械可靠性、環(huán)境可靠性過(guò)放電、過(guò)充電、短路、跌落、擠壓、針刺、海水浸泡、加熱、溫度沖擊EMC、短路保護(hù)、過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、不均衡充電、模擬碰撞、擠壓、機(jī)械沖擊、跌落、振動(dòng)、翻轉(zhuǎn)、外部火燒、結(jié)露、冷熱循環(huán)、砂塵、淋雨、浸水、鹽霧、過(guò)溫（2）動(dòng)力電池常見(jiàn)檢測(cè)方法常用的動(dòng)力電池技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)方法，包括：荷電狀態(tài)（SOC）、內(nèi)阻、容量、循環(huán)壽命、一致性等檢測(cè)方法。1）SOC狀態(tài)檢測(cè)電池的荷電狀態(tài)（SOC）被用來(lái)反映電池的剩余容量狀況，這是目前國(guó)內(nèi)外比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，其數(shù)值上定義為電池剩余容量占電池容量的比值。a.開(kāi)路電壓法。利用電池的開(kāi)路電壓與電池的SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)測(cè)量電池的開(kāi)路電壓來(lái)估計(jì)SOC。開(kāi)路電壓法比較簡(jiǎn)單，但是，開(kāi)路電壓法適用于測(cè)試穩(wěn)定狀態(tài)下的電池SOC，不能用于動(dòng)態(tài)的電池SOC估算。b.安時(shí)積分法安時(shí)積分法是通過(guò)負(fù)載電流的積分估算SOC，該方法實(shí)時(shí)測(cè)量充入電池和從電池放出的電量，從而能夠給出電池任意時(shí)刻的剩余電量。安時(shí)積分法常規(guī)估算模型c.內(nèi)阻法電池的SOC與電池的內(nèi)阻有一定的聯(lián)系，可以利用電池內(nèi)阻與SOC的關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)電池的荷電狀態(tài)。如圖是電池內(nèi)阻測(cè)試儀。電池內(nèi)阻測(cè)試儀2）內(nèi)阻檢測(cè)電池的內(nèi)阻是蓄電池最為重要的特性參數(shù)之一，絕大部分老化的電池都是因?yàn)閮?nèi)阻過(guò)大而造成無(wú)法繼續(xù)使用。通常電池的內(nèi)阻阻值很小，一般用毫歐來(lái)度量它。不同電池的內(nèi)阻不同，型號(hào)相同的電池由于各電池內(nèi)部的電化學(xué)性能不一致所以?xún)?nèi)阻也不同。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池而言，電池的放電倍率很大，在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中盡量減小電池的內(nèi)阻，確保電池能夠發(fā)揮其最大功率特性。鋰離子電池的內(nèi)阻不是固定不變的常數(shù)，而是在使用過(guò)程中主要受荷電狀態(tài)（SOC）和溫度等因素的影響。a.直流放電法直流放電法是對(duì)蓄電池進(jìn)行瞬間大電流放電（一般為幾十到上百安培），然后測(cè)量電池兩端的瞬間壓降，再通過(guò)歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。直流放電測(cè)試儀一般會(huì)有電阻和散熱裝置3）容量檢測(cè)電池容量是指在一定條件下（包括放電率、環(huán)境溫度、終止電壓等），供給電池或者電池放出的電量，即電池存儲(chǔ)電量的大小，是電池另一個(gè)重要的性能指標(biāo)。電池容量測(cè)試儀與測(cè)試方法4）壽命檢測(cè)電池在使用過(guò)程中的容量會(huì)逐漸損失，導(dǎo)致鋰離子電池容量損失原因很多，有材料方面的原因，也有生產(chǎn)工藝方面的因素。一般認(rèn)為，當(dāng)蓄電池用舊只能充滿(mǎn)原有電容量80％的時(shí)候，就不再適合繼續(xù)在電動(dòng)汽車(chē)上使用，可以進(jìn)行梯次利用、回收、拆解和再生。常規(guī)的循環(huán)壽命測(cè)試方法基本上就是容量測(cè)試充放電過(guò)程的循環(huán)：典型的方法是：將蓄電池按充滿(mǎn)電，蓄電池在特定溫度和電流下放電，直到放電容量達(dá)到某一預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，如此連續(xù)重復(fù)若干次。再將電池充滿(mǎn)電，將電池放電到放電截止電壓檢查其容量。如果蓄電池容量小于額定容量的80％終止試驗(yàn)，充放電循環(huán)在規(guī)定條件下重復(fù)的次數(shù)為循環(huán)壽命數(shù)。5）一致性檢測(cè)電池容量分為單元電池的容量和電池組的容量，在現(xiàn)有的動(dòng)力電池技術(shù)水平下，電動(dòng)汽車(chē)必須使用多塊電池構(gòu)成的電池組來(lái)滿(mǎn)足使用要求。電池容量分容柜絕緣防護(hù)裝備充電器；補(bǔ)電機(jī)北汽新能源或其他車(chē)型動(dòng)力電池總成組合工具、警示標(biāo)示和設(shè)備1.動(dòng)力電池性能檢測(cè)與維護(hù)對(duì)動(dòng)力電池車(chē)下維護(hù)主要包括:1）動(dòng)力電池SOC的檢查。2）電池電量平衡狀態(tài)檢查與技術(shù)性能檢測(cè)。3）電池的充電與放電。4）電池單元或模組的電量平衡。本任務(wù)主要以北汽新能源EV系列動(dòng)力電池為例，介紹使用專(zhuān)用儀器對(duì)動(dòng)力電池執(zhí)行技術(shù)檢查與充電的操作步驟。（1）使用監(jiān)控軟件確定欠壓?jiǎn)卧姵匚恢茫?）確定欠壓?jiǎn)卧姵厮鶎貰MS接口位置（3）確定欠壓?jiǎn)卧姵厮鶎俨孱^位置（4）務(wù)必使用北汽專(zhuān)用12通道或單通道補(bǔ)電機(jī)（5）將欠壓?jiǎn)卧姵厮谖恢貌孱^插入補(bǔ)電機(jī)接口（6）將補(bǔ)電機(jī)位置擺放固定（7）使用充電機(jī)專(zhuān)用電源線（8）將連接線插入充電機(jī)接通電源并打開(kāi)開(kāi)關(guān)（9）選擇充電設(shè)置（10）根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定欠壓?jiǎn)卧姵厮桦妷夯虬矔r(shí)（11）設(shè)定完成后按下確定按鈕將后方“×”變?yōu)椤啊獭保?2）完成操作后所顯示內(nèi)容（1）電池作為測(cè)試對(duì)象的形式有單體和電池組兩種形式。（2）常用的動(dòng)力電池技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)方法，包括：荷電狀態(tài)（SOC）、內(nèi)阻、容量、循環(huán)壽命、一致性等檢測(cè)方法。（3）電池SOC主要的測(cè)量方法有開(kāi)路電壓法、安時(shí)計(jì)量法、內(nèi)阻法等。（4）電池容量測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)流程為：放電階段→擱置階段→充電階段→擱置階段→放電階段。（5）電池容量分為單元電池的容量和電池組的容量，電動(dòng)汽車(chē)必須使用電池組來(lái)滿(mǎn)足使用要求。（1）鉛酸蓄電池技術(shù)最成熟價(jià)格較低，但比容量較低且循環(huán)壽命較短。（對(duì)）（2）單體是電池最基本的單元，也是構(gòu)成車(chē)用動(dòng)力電池的基礎(chǔ)。（對(duì)）（3）電池的SOC被用來(lái)反映電池的總?cè)萘繝顩r值。（錯(cuò)）（4）絕大部分老化的電池都是因?yàn)閮?nèi)阻過(guò)小而造成無(wú)法繼續(xù)使用。（錯(cuò)）（5）電池的壽命有循環(huán)壽命和日歷壽命之分，其中應(yīng)用最多的是循環(huán)壽命。（對(duì)）（1）動(dòng)力電池常見(jiàn)測(cè)量參數(shù)涉及？（ABC）A.基本性能B.安全性C.壽命D.價(jià)格（2）對(duì)動(dòng)力電池基本的測(cè)試參數(shù)有？