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电动汽车产业化应用 - 电动汽车发展瓶颈讨论

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    电动汽车发展的主要瓶颈是成熟的蓄电池成组应用技术 

    1lzf 2012-04-04 18:10

    电动车产生的社会效益不用赘言,其经济效益却主要依赖蓄电池组的使用寿命。作为电动车最重要部分的动力锂电池组的价格、性能、寿命和安全性,直接决定了整车的性能。一辆电动汽车的蓄电池费用要占整车生产成本的三分之一以上,若能对科学配组的蓄电池组,进行智能充电、智能管理和智能均衡,做到一组蓄电池的使用寿命达五年或行驶三十万公里以上,其运行成本就大大低于燃油汽车。这将极大地促进电动汽车的推广普及。

       基于目前动力电池设计与制造技术水平,单体之间的性能差异,每个电池单元的容量、内阻等特性的差别,在其整个使用寿命期内客观存在。因此,在电池组的使用过程中,每个电池单元的温度、电压等都不一样,工作一段时间后,电池组的一致性必然持续恶化,导致安全性大幅下降、使用寿命大幅缩短的恶果。要避免单体由于过充、过放及质量不均衡导致提前失效,使电池组的功能和性能指标达到或者接近单体的平均水平,采用蓄电池成组使用技术,对蓄电池组中每个单体采用“智能充电、智能均衡控制和智能管理”是必由之路。

        长期以来,锂离子动力电池的成组技术,成组充电、放电和维护管理等应用技术没有得到应有的重视,致使锂离子动力电池的充电、放电和维护管理技术及设备研究严重滞后于电池技术的发展。当前仍普遍采用的是不能适应锂离子动力电池特点的非密封类普通富液铅酸电池所应用的技术和设备。错误地将因成组应用技术落后而造成的过充电、过放电、超温和过流问题引起的成组电池寿命下降、燃烧、炸裂等问题,转嫁到电池本身。“锂离子动力电池容易燃烧、爆炸”等错误舆论,已经严重制约其推广应用和产业发展。

    一个由103个电池串联组成的锂离子动力电池组充电过程的状态如下图所示。其中,高于平均电压的有38个单体电池(占36.9%),低于平均电压的有50个单体电池(占48.5%),只有15个电池单体等于平均电压(14.6%)。若仍采用基于电池组端电压控制的充电技术,该电池组有36.9%以上的电池将发生过充电。对于锂离子、镍氢动力电池,过充电会严重伤害电池,甚至可能发生燃烧、炸裂等严重问题。当前普遍关注的锂离子动力电池的安全问题,主要原因是由于仍采用不能适应锂离子动力电池的,基于端电压的恒压、恒压限流、恒流和多阶段恒流充电控制技术和设备,造成充电过程中部分电池发生严重过充电、过放电、超温和过流问题所致。

    锂离子等动力电池的不均衡性是绝对的,均衡性是相对的和有时域性的。若电池不均衡性带来的成组电池安全问题不能得到有效解决,那么锂离子动力电池的推广应用和产业化是不可能的。

       鉴于传统充电技术(恒压、恒压限流、恒流和分阶段恒流)存在部分电池过充电,和过放电问题,严重威胁电池安全运行。充电机采用基于极端单体电池充电控制模式,可以防止单只电池的过充电,但是由于大多数蓄电池并未充满,它是以牺牲电池组的总容量为代价的,故并非最佳之策。我们以为,只有使用蓄电池成组应用技术,采用均衡充电,保证每只单体电池均能充满电(不过充,也不欠充);采用均衡放电,尽量让每只单体电池均能放完电(不过放),在智能管理技术的协力之下,延长蓄电池组的使用寿命,才是最佳之策。

    电动汽车在科学的整车系统设计后,其经济性能主要就取决于整车的动力总成,其中电动机及控制器已经相对成熟,目前主要矛盾还是在蓄电池成组使用后产生的寿命大幅缩短、安全性大幅下降。对此,

     

      

    。从2005年开始,我们征对蓄电池成组使用后所出现的问题,采用“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复”技术,经过多年研究、试验及实践应用,获得了重大的突破,开发出了“蓄电池成组动力总成”系列产品。“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复”技术的应用有效地解决了蓄电池在成组使用中的过充电、过放电、超温及过流等问题,从而使蓄电池组的使用寿命大幅提高(与单只蓄电池寿命相当),并大幅提高了蓄电池组的安全性能。与此同时在200788日申请该技术的发明专利,并于201168日获得批准。专利名称:“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机”,专利号:zl 2007 1 0012407.6


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    lzf 2012-04-04 18:12
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