纯电动汽车用铅酸动力电池充电方法的探讨.pdfVIP

纯电动汽车用铅酸动力电池充电方法的探讨 电池单体在制造过程中的原材料、生产工艺、装配、加液等工序存在一定的差异，在 组成电池模块后会造成该批电池模块的性能上存在允许范围内或范围外的误差。这种差异 在电池包内串联工作时会变得更加明显。经长期使用，性能处于优劣两极的电池模块或电 池单体会出现在没达到循环寿命时而早期失效，造成电池包不能正常工作而影响整车的运 行。解决这个问题除加强电池生产中的各工序管理，提高电池的产品质量，将其性能差异 控制在允许的公差范围之内，使其不影响电池单体串联工作。在应用过程中要注意使用条 件的不一致性，充一放电的条件，保养方法等尽量减少造成性能一致性差异加大的条件， 更要注意放电时不能过放，保证性能差的电池不被拖垮。 3．2 电池模块工作时存在温度过高，电池模块间温差过大的问题 组成电动汽车动力电池包中的电池模块，在汽车上安装时，由于汽车自身的紧凑性问 题，留给安装电池包的空间有限，使电池模块处于不利的工作位置上，环境条件不一致， 又要接受同一的充一放电模式，尤其是在充电过程中各电池模块的温升是不一致的，在充 电过程中必须控制电池模块的温升，否则会造成有的电池模块温度超过限值而损坏，有电 池管理系统的电池包的冷却系统必须参与工作，保证电池模块温度不超限。 各电池模块间工作时的温升不一致，这种温差又加大了模块间性能的差异，随着工作 时间的延续，这种差异会越来越大，即使处于全封闭的电池包内又有管理系统监控工作， 由于电池包内温度场的分布不均匀，也会出现上述的温升不一致和温差加大的问题。 出现上述问题会带来三个不利的影响： (1)个别电池模块温度超限，会造成该模块的早期失效而影响整体工作。 (2)温差进一步加大，会导致电池模块间性能不一致性差异的加大，促使电池模块失效进 度加快。 (3)造成电池管理系统温控失灵、恶化了电池包内电池模块的工作条件，使电池包内模块 工作无序而导致电池失效或管理系统强行电池包不参与工作而车辆被迫停驶。 综上所述如何控制电池包内电池模块的工作温度与温度场的均匀性十分重要，尤其要 关注电池充电过程中加强对电池模块的温度控制，加强冷却，保持电池模块问温度一致性 等重要问题。 3．3 电池单体中电解液流失影响电池模块的使用寿命 电动汽车用的动力电池模块在使用中承受着充放电条件的作用来补充，贮存和释放能 量，保证电动汽车所需的电量，使车辆达到安全运行的目的。 电池模块在充电中承受电流的脉冲，放电时电化学反应等造成的温升条件，内压升高， 电解液体积膨胀，或由于电池结构造成气室太少、汽车运行中的颠簸等因素的综合作用引 起电池模块内的电解液流失的问题，尤其是开口的铅酸电池模块这种现象更加严重。 电解液的流失一方面造成安装电池周围环境的污染，使整车的安全绝缘值下降，不利 于安全行车，甚至形成安全隐患。更主要的是电池模块内电解液流失会造成电池模块本身 早期失效——脱粉，极板间短路，电极间短路、电池爆炸等问题的出现，阀控电池由于内 压过高，排气或减压过程也会有电解液流失的问题。这些问题的出现会使整车不能正常行 驶，增加运行成本。 根据我们多年的使用经验和课题研究中所取得的成果，我们认为在纯电动汽车运行过 程中控制好电池模块间性能不一致性的差异，保证电池模块不出现过热的问题，尤其要保 证充电过程中加强对电池模块的温度控制，有电池管理系统的电池包在充电时必须参与工 作；保持电池包内电池模块温升的均匀性，减少各模块间的温差；开口电池模块，有规律 性的及时补液，防止个别电池模块出现缺液而干涸的现象，造成电池模块早期失效。满足 209 2005中国电动汽车研究与开发 上述要求，装用的电池模块使用寿命会大幅度地提高，为纯电动汽车安全运行提供了条件， 相应降低了电动汽车的运输成本，为纯电动汽车的推广应用铺就平坦大道。 四、充电方法的选择 前面叙述了电池充电对电动汽车的重要意义，充电方法的优劣关系到电动汽车的运行 质量，运行成本的高低。为此，对电动汽车充电方面的选择必须给予足够的重视，充电方 面的选择也涉及到充电机的选择。 电动汽车为了获得高压运行系统，它所用动力电池都是采用串联的方式加以利用，电 动汽车上应用的充电方法为适应电池模块串联的使用方式而采用串联的充电方式。这种充