如何解決電動和混合動力轎車重要缺陷電池容量問題？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-20 09:42
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節(jié)能環(huán)保一直是人們熱議論題，電動和混合動力轎車則供應了一種節(jié)省能源和削減二氧化碳排放的極好方法?？墒?，電動和混合動力轎車重要缺陷就在于其電池容量，以及由此帶來的跋涉間隔的綁縛。因為可以安裝進轎車的最大電池標準常常遭到體積和分量綁縛，因此優(yōu)化運用現(xiàn)有電池容量變得越來越重要。
要供應用于電動轎車的現(xiàn)代高性能電池所需的幾百伏電壓，一般需求將幾個獨自的電池單元以串聯(lián)方法相連接。電池組中的每個電池單元，電池單元容量、自放電率、溫度特性和電池阻抗等都各有不同，而且差異會跟著電池的老化而增大。當電池單元正在充電時，這種差異便會導致一種現(xiàn)象，即某些電池單元還沒有充滿滿足的電能，但另一些電池單元早已充滿電荷了。除非采用額定方法，不然充電進程有必要間斷，因為假設某個電池單元過火充電，就會發(fā)生損壞、甚至有或許徹底損壞。
類似的現(xiàn)象也會在放電時發(fā)生。與前相反，情況是某個電池單元早已徹底放電，而其它的電池單元依然具有滿足的能量可持續(xù)為轎車供應動力（理論上的）?？墒牵@時轎車不或許持續(xù)行走，因為這會使較弱的電池單元過度放電，作用會導致電池單元的損毀。為了防止上述兩種這些情況的發(fā)生，單個電池單元之間的主動平衡是有必要的。
被逼平衡方法將可用能量轉化為熱損耗
現(xiàn)在廣泛運用的方法是被逼平衡技術，就是運用電阻將早已充滿電的電池單元再次放電，以便其它電池單元可以持續(xù)充電。這個方法的缺陷是清楚明晰的：
* 出于平衡的意圖，電池只能被放電
* 旁路電阻的放電電流引起功率損耗
* 寶貴的能量轉化為熱量，不能為轎車供應動力
* 削減轎車的跋涉間隔
被逼平衡方法僅能將貯存在電池單元中的能量轉化為熱損耗，而主動平衡則可以將一個電池單元中的電荷傳送至另一電池單元。完畢電荷傳送有幾種方法，如運用開關電容或電感。當運用電容式方法時，電容會與有較高電壓的電池單元并聯(lián)。一旦此電池單元完畢充電，它即與有較低電壓的電池單元并聯(lián)，可以持續(xù)為其充電。此進程會不斷重復，直至悉數(shù)電池單元都抵達相同的電壓間斷。
運用電容器的方法具有很高的本錢效益，但有個缺陷就是均勻的平衡電流被綁縛在50mA以下。運用電感方法則不存在此綁縛，而且在此情況下，很簡單便抵達1A或以上的平衡電流。
用主動平衡法完畢快速和幾乎無損耗的電荷傳送
主動平衡是通過并聯(lián)電感和需獲取電荷的電池來完畢的。此作用導致線圈中的電流持續(xù)添加。
鋰離子電池依據(jù)安全的原因，有必要監(jiān)控單個電池單元，因為過載會發(fā)生燃燒，在極點情況下甚至會發(fā)生爆炸。與過壓、欠壓和溫度監(jiān)控相同，準確的充電條件測定等附加功用也是需求的。在半導體市場上已供應能完畢悉數(shù)這些功用與不同的平衡方法的元件。運用先進的主動電池單元平衡解決方案（如愛特梅爾 ATA6870電池處理電路）每一個電池單元都有獨自的電子監(jiān)控，以便供應如充電狀況測定、主動/被逼平衡或過壓、欠壓和溫度監(jiān)控等功用
相較于其他二次電池，鉛酸蓄電池主要有以下性能比較優(yōu)勢：
A、實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時間最長、技術最成熟的電池，性能穩(wěn)定、可靠，適用性好;
B、采用稀硫酸作電解液，無可燃性，電池采用常壓或低壓設計，安全性好;
C、工作電壓較高、工作溫度范圍較寬，適用于混合電動車(HEV)等高倍率放電應用;
D、能浮充電使用，淺充淺放電性能優(yōu)異，適用于不間斷電源(UPS)、新能源儲能、電網(wǎng)削峰填谷等領域;
E、大容量電池技術成熟，能制成數(shù)千安時的電池，為大規(guī)模儲能提供了便利。
②成本比較優(yōu)勢
鉛酸蓄電池是最廉價的二次電池，單位能量的價格是鋰離子電池或氫鎳電池的1/3左右。此外，鉛酸蓄電池的主要成分為鉛和鉛的化合物，鉛含量高達電池總質(zhì)量的60%以上，廢舊電池的殘值較高，回收價格超過新電池的30%，因此鉛酸蓄電池的綜合成本更低。
③再生利用比較優(yōu)勢
鉛酸蓄電池組成簡單，再生技術成熟，回收價值高，是最容易實現(xiàn)回收和再生利用的電池。全球再生鉛產(chǎn)量已經(jīng)超過原生鉛產(chǎn)量，美國廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過98.5%，我國廢鉛酸蓄電池的再利用率也達到90%以上。鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池多為小型電池，且組成復雜，再生成本高，回收難度大，再生產(chǎn)業(yè)難以實現(xiàn)市場化運營。目前，前述電池全球的平均回收比例不足20%，特別是鋰離子電池，多數(shù)國家尚未實現(xiàn)有效回收和再生。
相較于其他二次電池，鉛酸蓄電池主要有以下性能比較優(yōu)勢：
A、實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時間最長、技術最成熟的電池，性能穩(wěn)定、可靠，適用性好;
B、采用稀硫酸作電解液，無可燃性，電池采用常壓或低壓設計，安全性好;
C、工作電壓較高、工作溫度范圍較寬，適用于混合電動車(HEV)等高倍率放電應用;
D、能浮充電使用，淺充淺放電性能優(yōu)異，適用于不間斷電源(UPS)、新能源儲能、電網(wǎng)削峰填谷等領域;
E、大容量電池技術成熟，能制成數(shù)千安時的電池，為大規(guī)模儲能提供了便利。
②成本比較優(yōu)勢
鉛酸蓄電池是最廉價的二次電池，單位能量的價格是鋰離子電池或氫鎳電池的1/3左右。此外，鉛酸蓄電池的主要成分為鉛和鉛的化合物，鉛含量高達電池總質(zhì)量的60%以上，廢舊電池的殘值較高，回收價格超過新電池的30%，因此鉛酸蓄電池的綜合成本更低。
③再生利用比較優(yōu)勢
鉛酸蓄電池組成簡單，再生技術成熟，回收價值高，是最容易實現(xiàn)回收和再生利用的電池。全球再生鉛產(chǎn)量已經(jīng)超過原生鉛產(chǎn)量，美國廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過98.5%，我國廢鉛酸蓄電池的再利用率也達到90%以上。鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池多為小型電池，且組成復雜，再生成本高，回收難度大，再生產(chǎn)業(yè)難以實現(xiàn)市場化運營。目前，前述電池全球的平均回收比例不足20%，特別是鋰離子電池，多數(shù)國家尚未實現(xiàn)有效回收和再生。
容量(安時)
充滿電的蓄電池在給定的放電倍率條件下的放電能力，也就是在給定的放電電流條件下能夠持續(xù)的放電時間(小時)如C20=60AH時，放電電流為60除以20等于3A。
深度放電
采用小電流將蓄電池完全放電后的狀態(tài)，蓄電池電壓下降到放電終止電壓以下。AGM電池有較好的耐神放電能力)。
使用壽命
滿足性能要求的蓄電池使用年限或者充放電的循環(huán)數(shù)。
衰減
長期使用過程中容量的損失。
瓦特
電功率的度量單位，即順著電勢方向或逆著電勢方向移動電子做功的速率，計算公式為：瓦特=安培x伏特。
充滿電的蓄電池在給定的放電倍率條件下的放電能力，也就是在給定的放電電流條件下能夠持續(xù)的放電時間(小時)如C20=60AH時，放電電流為60除以20等于3A。
深度放電
采用小電流將蓄電池完全放電后的狀態(tài)，蓄電池電壓下降到放電終止電壓以下。AGM電池有較好的耐神放電能力)。
使用壽命
滿足性能要求的蓄電池使用年限或者充放電的循環(huán)數(shù)。
衰減
長期使用過程中容量的損失。
瓦特
電功率的度量單位，即順著電勢方向或逆著電勢方向移動電子做功的速率，計算公式為：瓦特=安培x伏特。
