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电动汽车电池寿命评估方法

嘉峪检测网        2017-05-08 12:17

电动汽车电池寿命评估

特斯拉表示已经在电池性能领域取得重大突破,车辆在行驶48万公里后,电池的衰减在5%以内。这意味着以每年行驶2万公里计算,特斯拉汽车在连续开24年后电池容量仍然可以达到出厂容量的95%。

预计今年7月推出的特斯拉Model 3轿车会采用此技术的电芯。

 

作为一家电动汽车的领导厂商,应该不会瞎掰的,但是围观群众肯定是希望看到数据来证实下更放心了。

 

那我们就来看几张图片实际了解下是否属实了。

 

首先看看特斯拉电池包在过去几年现场替换情况,我们可以看到其更换的百分比有了巨大的改善,其中肯定有电芯的功劳了,个人认为主要贡献应该是电芯以外的部件,因为此处的替换应该是电芯无法工作导致的。

电动汽车电池寿命评估方法

再来看看实际数据,即使是到了10万公里,其退化还是可以控制在5%以内,但是要注意的是这是现有电芯的结果,新的电芯实际表现肯定会更好,所以特斯拉应该没有吹大牛才对,当然了由于试验室数据和现场会有所差异,最终可能会比官方宣传的差一点了。

电动汽车电池寿命评估方法

上面是里程数和剩余容量,而且实际里程数和官方所说的48万公里还有着很大的差异。那么我们就看一下特斯拉车主所提交的900组数据进行分析看看是不是那么回事。我们可以看到即使经历了700个以上的完全充放电,其剩余容量依然有90%,如果按照一个完全充放电行驶500公里,那么700个完全充放电可以形式35万公里,显然我们基于这样的数据还是可以有信心相信特斯拉对于新电芯的声明的。非常期待更多的厂商能够在电芯寿命上跟进并导入到更多的电动汽车上,这将会推动电动汽车市场的发展和壮大。

 

前面所讨论的都是别人家的电芯,如果是我们家的电芯需要做相应的评估呢?我们又需要怎么做呢。

 

往复杂里讲就是需要在不同温度和不同充放电循环组合下对电池剩余容量进行建模,再基于用户实际使用的条件来具体评估电池特定里程数或者充放电循环下的剩余寿命。

 

为了让大家更容易理解,今天对上面进行简化处理,如果个人有兴趣我们可以单独讨论更多内容,或者企业有需要也可以找我提供相应的解决方案。

 

我们今天只讨论特定温度下完全充放电电池容量的退化。

 

对于试验的部分可以放在室温下进行,并不一定需要放在温箱中,从而节约成本。但是每次充放电完成后都需要记录其容量,从而在后续进行分析来获得容量退化和充放电循环之间的关系。

 

把每次充放电循环的数据按顺序记录到Excel文件中,可以用Excel的趋势分析功能来进行简单分析,Excel还提供置信度等功能选项,这样的分析方法非常简单,而且不需要购买软件。

 

下面就是Excel趋势分析的界面供大家参考。

电动汽车电池寿命评估方法

分析完成后会提供趋势预测并提供具体的数据,具体如下:

电动汽车电池寿命评估方法

 

下面就是基于试验数据和预测数据画出来的图,这时候我们可以发现600个循环左右,其容量退化会发生较大的变化,如果我们试验只做到400个循环,着时候其预测结果的精确性会较差,这是我们特别需要注意的。但是如果我们只做到650个循环就停止,其实是可以通过预测来补上后续的数据,从而可以缩短试验时间,又没有丧失试验精度。

电动汽车电池寿命评估方法

 

如果我们想做的专业一点呢,这时候可以用专业的软件来进行回归分析去判断退化模型符合什么模型并具体计算模型的具体参数。

 

下面就是基于上面的试验数据进行退化分析的结果,从图上我可以明显看出最符合的是一元三次方程。

电动汽车电池寿命评估方法

 

下面就是软件所计算出的一元三次方程的具体参数值,到此我们就可以获得完整的退化模型,就来计算任意循环时的剩余容量了。

电动汽车电池寿命评估方法

像算啥就算好了,老板这时候也难不倒你的。其实好像没有那么神奇。

 

不过需要提醒的是,上面没有考虑到温度、不同充放电循环(未放完电就充电,有时不会完全充满等情况)和用户的实际载荷谱。如果想真的做好还是有很多工作需要开展,希望有更多的企业能够在这方面深入下去建立起企业的核心竞争力并赢得市场。

 

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来源:Mosch