谈电动汽车性能:电芯不一致导致续航里程降低

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国内某插电式混合动力车(PHEV),电池系统总容量为13kWh,电压为500V左右,续航里程为70公里。整个电池系统共有10个模组构成,每个模组有160个单体电芯,电芯的额定电压为3.2V。

你知道吗?电芯不一致会导致电动汽车续航里程降低

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车辆在运行了1.3万公里后(约充放循环186次),每次充电后的行驶里程下降到50-60公里,充电也从13度降到了10度左右。

考虑到该车实际行驶的里程不多,因电芯容量衰退而导致的续航里程减少可能性不高。于是,通过对实际运行过程中,电池的参数监测发现,电池电量在SOC100%和5%时,都是模组二的7号电压比较低,推断可能是由于电池均衡不良是造成续航里程下降。下图是SOC5%时,各模组最高、最低电压记录。

你知道吗?电芯不一致会导致电动汽车续航里程降低

从上图可以看出,模组二的7号电池的电压最低为2.833V,比其他组的电压低200~370mV,其次是模组四的7号,模组八的5号。

由此,可以判断这个电压比较低的单体电池存在欠充电情况,单独对其进行充电,以均衡其电压。

你知道吗?电芯不一致会导致电动汽车续航里程降低

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基于以上判断,决定对电压较低的二组7号、四组7号、八组7号进行补电。断开MSD,查找到模组二的采样插头,将电源接入第二模组(电池模组编号就在模组上)的7号电池,其对应引脚号为27和30,其中30接正极,27接负极。经过3~4小时的充电,电压达到3.22左右,静置1小时左右,电压下降到3.18V。随后,又对相对较低一些的电池(四组7号,八组5号)进行补充电,使充电后的电压接近平均电压。

这样,经过均衡后,整个PACK内的电芯电压一致性有了很大的改善,如下图:

谈电动汽车续航:电芯不一致导致性能降低

通过后面该车实际运行的观察,其续航里程也有了很大提升,正常行驶情况下可达到68-72km。由此可见,导致该车续航里程大幅下降的根本原因是单体电池均衡不良,进而造成整个电池单元在充电和储存电能方面受到影响,在对每个单体电池电压均衡以后,整个电池系统的性能基本恢复。

不过,要引起重视的是,电池在刚进行完均衡之后,其效果肯定是较为明显的,但是这种均衡的效果能维持多久?而且越向后面,均衡效果持续的效果会不会越来越差等。这些问题的解决有赖于电芯一致性的保障以及整车或PACK层面对电芯的管理策略。

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