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新能源汽车电池容量测试

发布时间:2021-10-16 00:40:05

1、新能源汽车电池容量就是续航里程乘以百公里电耗吗?

对于汽车的百公里电耗来说和燃油发动机的百公里油耗很相似,其实都是一种理论数值,而且这种理论数值也会随着使用情况发生变化。对于问题当中说的续航里程乘以百公里电耗就是电池容量,这种说法显然是不准确的。

首先,车辆现在的电池容量SOC是等于剩余电量/可用容量 *100%;但这两个值个普遍都是通过安时积分法测试方式间接测量而来的,所以这种方法还是存在很多误差的,而且随着电池的衰减,这种误差也会越来越大。其次,对于动力电池来说,在不同温度下的放电能力都是有所不同的,比如可用容量,指的电池在当前状态下能够允许存储的最大电量(AH)。这个值可是随时在变的,最明显因素的是老化,随着时间推移,随着充放电循环数上升,可用容量都在逐渐减小。而且这个可用容量还不是线性变化的,也就是说不同的用法有不同的老化速度。

于此同时,对于新能源汽车来说,百公里电耗也会存在一个瞬间电耗,而这个瞬间后也会是上下波动的,所以在使用中电耗的上下波动,也会影响最终换得的百公里电耗。

最后,就是车辆现在的续航里程,是根据近阶段车辆所行驶的工况,车辆的行车电脑计算出的大致公里数,该公里数是预估的,很多时候,车主会遇到车辆显示续航还剩下20公里,结果开没5公里车辆就彻底没电了的情况,所以按照电脑当前显示的续航里程去计算是不准的。

综上所述,对电动汽车的百公里电耗,续航里程,还有电池容量这几个数据除了续航里程能直接准确测试,对于百公里电耗还有电池容量基本上都是通过算法算得的,所以这个公式反推的话肯定是不成立的。

2、对811三元锂电池穿刺测试瞬间爆炸,安全性真是新能源车的殇?

消费者对于电动车安全性的担忧,实际上有一部分是来自于对动力电池安全性的未知,为了检验电池的安全性,国家也出台了相关测试标准。其中,电池穿刺实验就是一项标准较高的安全测试。
网友自行进行穿刺测试
为了验证三元锂电池能否通过针刺测试,有网友进行了一次硬核的三元锂电池穿刺实验。据博主@锂电大全小鱼介绍,其进行穿刺实验的电池为宁德时代811三元锂电池单体,电池容量234a电压4.14v(满电为4.2V),穿刺钢针直径7毫米,穿刺速度25mm/s,执行GB/T 31485标准进行穿刺测试。
随后开始进行穿刺实验,从实验画面中可以看出,从钢针刚穿刺电池后,电池内部就发生了剧烈膨胀现象。而后,电池单体瞬间爆炸,同时伴随有起火现象,电池开始剧烈燃烧,电池内部物质向外喷射而出。很显然,该款三元锂电池单体没能通过穿刺测试。
不过穿刺测试确实是相对比较严苛的测试方法,在日常驾驶中,哪怕发生比较严重的交通事故,也很难触发这个场景。
811电池是什么?
我们俗称的811电池是NCM811三元锂电池,即正极材料中为镍钴锰,同时含量比例为80%:10%:10%的三元锂电池,是目前最高能量密度与最高技术含量的锂电池。由于NCA电池技术壁垒高,且日企垄断了NCA材料市场,中国电池制造商在多重因素下,大多选择NCM路线。
而使用NCM811电池的主要目的就是提升能量密度。现在多以523和622型为主,单体能量密度在200Wh/kg,而NCM811电池一举突破300Wh/kg,相当于能量密度提升了50%,这相当于同样体积的电池仓,可以携带更多的锂电池,或者大幅降低锂电池质量。
此外,811电池的成本也相比其他电池要更低,因为钴的成本一直在上涨,减少钴的含量就可以降低生产成本。在使用811电池后,普遍成本可以降低8%的成本。以特斯拉Model 3为例,它使用的2170电芯将正极材料中所需钴的含量降低到 10%以下,甚至低于其他电池产商生产的下一代NCM811电池中钴含量。
当然,凡事有利就有弊。811电池存在的安全隐患也要比其他电池更大。随着镍含量的提高,正极材料的稳定性随之下降,在遇到高温、外力冲击等情况时,高镍电池会存在安全隐患,且高镍电池充电时产气会导致电池鼓胀也是一个待解的问题。作为应用到汽车产品中的关键部件,高镍产品在安全方面仍然需要有更大程度的改进,可以说这是未来三年要努力克服的问题。
不过值得一提的是,不光811电池不能顺利通过穿刺测试,由于三元锂电池的特性,至今没有任何一款锂电池可以顺利通过该测试。
根据工业和信息化部公布的GB 30381-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中,特别提出了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。
哪些车搭载了811电池?
前几天,广州市的一台广汽新能源Aion S汽车在无充电的情况下突然着火,且火势凶猛并伴有浓烟,着火点或位于后尾箱,并可听见小程度的爆炸声。
尽管目前尚不清楚是否起火原因,但这台车就搭载的是811电池,这让Aion s的电池能量密度达到了180Wh/kg,在电池组容量为58.8kWh的情况下,便可以轻松突破500km续航大关。
此外宝马X1插电混动版本、蔚来ES6、吉利几何A,以及刚刚上市的小鹏P7等车型,均搭载了NCM811电池,换句话说,如果想要实现更长的续航表现,搭载811电池似乎是最快、成本最低的方案。
当然,811电池的安全性就像当年被诟病无数的双离合变速器一样,尽管天生就存在缺陷,但凭借着其他方面出色的表现依然无法令人拒绝,未来如何在续航、成本、安全等方面做出综合考虑,对汽车厂商来说,也是一个值得思考的问题。
此外,未来三元高镍材料的安全性可以通过材料改性优化、表面包覆、调整电解液和负极材料等方式来逐步解决。而另一方面,动力电池包内的其他设备也在进步,比如电池管理系统,比如各种传感器等等,它们也能弥补一部分电池在安全性能方面的不足。不过,想要让811电池安全性有质的飞跃,肯定还有很长的一段路要走。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

3、北汽新能源lite系列车型如何检查蓄电池电量?

若车辆需要长距离行驶,或在炎热地区行驶或蓄电池使用时间过长,则应定期检查蓄电池电量。

若属下列使用条件或状况,则应定期检查蓄电池电量:

●高里程车辆。

●在炎热国家或地区行驶。

●蓄电池过于老化。

特别要注意的是:

●开始作业前务必仔细阅读和遵守蓄电池操作相关的安全警告说明。

●切不可拆解蓄电池,谨防化学灼伤和蓄电池爆炸。

●不得连接损坏或泄漏的蓄电池,必须按环保法规回收处理损坏或泄漏的蓄电池。

●工作场所禁止明火、火花、无罩灯和吸烟。操作电缆和电气设备时必须注意防止产生电火花和静电,勿使蓄电池接线柱短路,否则短路产生的高能电火花可能致伤操作人员。

4、新能源汽车电池检测的检测项目是哪些呢?

电池的检测项目:
1、安全性能:

过充电、过放电、短路、挤压、针刺、重物冲击、跌落、热滥用、低气压、海水浸泡、洗涤、外部火烧
2、电性能:
容量、倍率放电、内阻、循环寿命、加速老化、SOC标定、贮存性能、荷电保持能力、能量效率
3、环境可性能:
温度循环、温度冲击、恒定湿热、机械振动、机械冲击、绝缘性测试

5、新能源汽车的动力电池的循环次数是如何统计或计算出来的?

电动汽车的动力电池循环次数,即是动力电池寿命,指的是经过循环充放电之专后电量衰减到一定容属量(一般为总电量80%)的次数。现在主流电动汽车动力电池的充放电次数都在2000到3000次循环以上,有些可以达到5000次循环。
怎样才能算得上是一个循环呢?其实也是很容易理解的,充电循环次数就是把电池电量用完再充满,这是一次循环,如果在车辆剩余电量50%的情况下充电,这只算是0.5次循环次数。

6、为什么新能源汽车电池,不能精确显示剩余电量呢?

随着电动汽车的快速发展,消费者开始高度关注电动汽车的续航里程。甚至有些用户产生了里程焦虑,生怕出现类似手机电池耗尽突然关机的现象。今天让我们来详细聊聊汽车电池电量精确测量的难点和应对方法吧。

电动汽车电池电量测量难点

先来说说困难在哪?电动汽车电池电量准确测量涉及的因素包括:

电动汽车动力电池材料多样

↑电动汽车动力电池材料多样

精度是电动汽车电池电量测量的一个重要特性。而电动汽车动力电池材料多样。包括磷酸铁锂LiFePO4电池(红色曲线),钴酸锂电池LiCoO2电池(蓝色曲线)和新化学材料电池如三元素NMC电池(黑色曲线)。它们对电池电量测量提出了不同的要求。对于磷酸铁锂LiFePO4电池,其放电曲线平缓,电芯电压测量精度至关重要。为了防止过度充电和放电,电池单元应保持在满容量的20%到90%之间。在85kWh的电池中,可用于正常行驶的容量仅为60.9 kWh。如果测量误差为5%,为了继续安全地进行电池运行,必须将电池容量保持在25%至85%之间。总可用容量已从70%减少到了60%。

↑电动汽车动力电池安全可用电量范围

2. 电动汽车的使用环境恶劣程度极高

电动汽车北可能去到漠河经历零下40度的低温,西可能去到火焰山经历零上50度的炙烤。同时潮湿、机械应力和长达15年以上的使用寿命都对动力电池提出了和手机电池迥然不同的环境耐受度要求。

3. 电动汽车动力电池是电池组,结构复杂

↑电动汽车电池组结构

电动汽车动力电池是由最基础的电芯Cell组成电池模块Mole,再由模块Mole组成电池组Pack。而手机为单体电芯。电动汽车电池由几节电池串联组成。一个典型的电池组(具有96节串联电池)以4.2 V充电时会产生超过400 V的总电压。电池组中的电池节数越多,所达到的电压就越高。所有电池的充电和放电电流都相同,但是必须对每节电池上的电压进行监控。为了容纳高功率汽车系统所需的大量电池,通常将多节电池分成几个模块,并分置于车辆的整个可用空间内。典型模块拥有10到24节电池,可以采用不同配置进行装配以适合多个车辆平台。模块化设计可作为大型电池组的基础。它允许将电池组分置于更大的区域,从而更有效地利用空间。

↑电池组的水桶效应

同时动力电池由于由多个电芯组成,因此最弱的电芯就限制了整体电池组的性能。也就是大家熟知的水桶效应,整体的电量受制于最弱电芯的电量。过度充电或者过度放电都会损坏相应电芯。

电池测量技术的提升助力电动汽车电池电量的精准测量

说完了电动汽车电池电量的测量难点,我们说说解决方案。实际上随着电池测量技术的快速提升,它正在助力电动汽车电池电量的精准测量。这也是目前电动汽车开发的重中之重。其中一项核心技术就是电池管理系统BMS。

↑电池管理系统BMS应用框图

电池管理系统BMS应用框图显示了一个典型的具有 96节电池的电池组,分为8个模块,每个模块12个电池单元。在本示例中,电池监控器IC为可测量12节电池的LTC6811。该IC具有0 V至5 V的电池测量范围,适合大多数电池化学应用。可将多个器件串联,以便同时监测很长的高压电池组。该器件包括每节电池的被动平衡。数据在隔离栅两边进行交换并由系统控制器编译,该控制器负责计算SOC、控制电池平衡、检查SOH,并使整个系统保持在安全限制内。

电池管理系统:完整信号链

高电芯测量精度拓展可用电量范围

↑电芯电压测量精度与电池可用电量范围

BMS技术作为电池组背后的“大脑”,管理着功率输出、充放电,并在车辆运行期间提供精确测量。更高的电芯电压测量精度可拓展电池可用电量范围。如果将精度提高到1%(对于磷酸铁锂LiFePO4电池,1 mV的测量误差相当于1%的SOC误差),那么电池可以在满容量的21%到89%之间运行,增加了8%。使用相同的电池和精度更高的BMS,可以增加每次充电的汽车行驶里程。

以亚德诺半导体ADI为例,BMS电池管理系统电池主监控IC产品已迭代至第四代。能够对12个甚至更多的电芯通道电压和温度进行精度优于1.2 mV的高精度监控。

2. 精准齐纳参考源应对恶劣环境挑战

↑BMS IC 内部框图

BMS电路设计人员通常根据数据手册中的规格来估算电池测量电路的精度。其实现实应用中其他效应通常会在测量误差中占主导地位。影响测量精度的因素包括:

PCB装配应力湿度温度漂移长期漂移

完善的技术必须考虑所有这些因素,才能提供非常出色的性能。IC的测量精度主要受基准电压Voltage Reference的限制。基准电压对机械应力很敏感。PCB焊接期间的热循环会产生硅应力。湿度是产生硅应力的另一个原因,因为封装会吸收水分。硅应力会随着时间的推移而松弛,从而导致基准电压的长期漂移。

↑精度随PCB装配应力(左上)湿度(右上)温度漂移(左下)长期漂移(右下)影响

LTC68xx系列使用了实验室级的齐纳二极管基准电压源,这是ADI经过30多年不断完善的技术。埋入式齐纳二极管将结放置在硅表面下方,远离污染物和氧化层的影响。其结果是齐纳二极管具有出色的长期稳定性、低噪声和相对精确的初始容差。在整个汽车级温度范围-40°C至+125°C内,漂移都小于1 mV。随着时间的推移,齐纳二极管基准电压源具有更出色的稳定性,至少比带隙基准电压源提高5倍。类似的湿度和PCB装配应力测试表明,埋入式齐纳二极管的性能比带隙基准电压源更胜一筹。

3. 电芯均衡破除水桶效应

↑带泄放电阻的被动电池平衡器

BMS还提供重要的保护措施,以防电池受到损害。电池组由多组独立的电池单元组成,这些电池单元无缝合作为汽车提供最大的电力输出。如果电池单元之间失去均衡,它们会受到应力影响导致充电过早终止,进而会缩短电池的总体寿命。

被动平衡会让电池组每个单元的容量近似与最弱单元相同。它在充电周期中使用相对较低的电流,从高 SoC 电池消耗少量能量,使得所有电池单元充电至其最大 SoC。这是通过与每个电池单元并联的开关和泄放电阻来实现的。高 SoC 电池放电 (功率消耗在电阻中),因此充电可以继续,直至所有电池单元都充满电。

↑动力电池可用电量和浪费电量的关系

以上,电池测量技术的提升,通过拓展电量可用范围、精准齐纳参考源应对恶劣环境挑战和电芯均衡破除水桶效应,来助力电动汽车电池电量的精准测量。就相当于最大程度的减少了啤酒顶部的泡沫,留下货真价实可以喝的美酒。未来的电动汽车电池技术一定会更精准更智能。从而消除用户的里程焦虑,让消费者放心畅游。

7、怎么判断新能源车电池好不好

你好,首先要判断新能源电池好不好要先从外包装判断是否有磨花、擦划的内痕迹,其次用检测仪测试电池容的放电情况。最后自己开车测试加速行驶,在加速行驶过程中,如果指针下降小于半格,那么就是新电池。而如果指针下降超过一格,甚至是两格,那么很可能就是翻新电池。谢谢,望采纳

8、新能源汽车电池多大的?

新能源汽车的电池大小是不一样的。有些车的话会大一点达到700多幅有些的话也会达到三四百幅。

9、新能源汽车电池容量41.86什么意思?

你好,电池容量与续航里程相关,新能源车包括插电混动、增程式、纯电动、燃料电池等,对于纯电动的汽车而言,严格意义上来说,决定其续航里程的应该是:百公里电耗,而百公里电耗又和纯电动汽车的电控系统,BMS电池管理系统,整车轻量化设计,整车风阻系数等因素综合决定的。

10、北汽新能源EH系列车型蓄电池电量如何检查?

若车辆需要长距离行驶,或在炎热地区行驶或蓄电池使用时间过长,则应定期检查蓄电池电量。

图示-蓄电池上的监测指示窗位置

●监测指示窗内的颜色为绿色,表明蓄电池电量良好。

●监测指示窗内的颜色为黑色,表明蓄电池需充电。

●监测指示窗内的颜色为无色,表明蓄电池需更换。

特别要注意的是:

若监测指示窗内的颜色为无色,可用螺丝刀轻轻拍打监测指示窗排出气泡,如果监测指示窗内的颜色未发生变化,则必须更换蓄电池。

若属下列使用条件或状况,则应定期检查蓄电池电量:

●高里程车辆。

●在炎热国家或寒冷地区行驶。

●蓄电池过于老化。

●开始作业前务必仔细阅读和遵守蓄电池操作相关的安全警告说明。

●切不可拆解蓄电池,谨防化学灼伤和蓄电池爆炸。

●不得连接损坏或泄漏的蓄电池,必须按环保法规回收处理损坏或泄漏的蓄电池。

●工作场所禁止明火、火花、无罩灯和吸烟。操作电缆和电气设备时必须注意防止产生电火花和静电,勿使蓄电池接线柱短路,否则短路产生的高能电火花可能致伤操作人员。


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