“動力電池入門。 ”
筆者之前用一篇文章全景跟大家介紹了動力電池的概況, 本期開始, 我們正式深入探討動力電池, 作為一篇入門的文章, 筆者先跟大家分享一下動力電池的性能參數, 雖然這些個參數都比較偏理論敘述, 但是卻是動力電池最基本的元素, 就像一把鑰匙, 通過它們才能評價動力電池的好壞, 才能打開這扇大門。
我們先來複習一下高中知識...
電壓(V)
開路電壓, 顧名思義, 即電池外部不接任何負載或電源, 測量電池正負極之間的電位差, 即為電池的開路電壓。 工作電壓, 與開路電壓相對應, 即電池外接上負載或電源, 有電流流過電池, 測量所得的正負極之間的電位差。
由於電池內阻的存在, 放電狀態時(外接負載), 工作電壓低於開路電壓, 充電時(外接電源)的工作電壓高於開路電壓。
電池容量 (Ah)
能夠容納或釋放的電荷Q, Q=It, 即電池容量(Ah)=電流(A)x 放電時間(h),
比如車內蓄電池標注16Ah, 那麼在工作時電流為1A的時候, 理論上可以使用16小時。
電池能量(Wh)
電池儲存的能量, 單位為Wh(瓦時), 能量(Wh)=電壓(V)×電池容量(Ah)。
如下圖, 為標識為3.7V/10000mAh的電池, 其能量為37Wh, 而如果我們把4節這樣的電池串聯, 就組成了一個電壓是14.8V, 容量為10000mAh的電池組, 雖然沒有提高電池容量, 但總能量確提高了4倍。
(寫到這兒筆者看了一下自己的充電寶標識, 特意搜索了下民航規定不能攜帶超過160Wh…)
複習了高中知識, 我們下面來一點乾貨...
能量密度(Wh/L & Wh/kg)
單位體積或單位品質電池釋放的能量。
如果是單位體積, 即體積能量密度(Wh/L), 很多地方直接簡稱為能量密度;
如果是單位品質, 就是品質能量密度(Wh/kg), 很多地方也叫比能量。
如一節鋰電池重300g, 額定電壓為3.7V, 容量為10Ah, 則其比能量為123 Wh/kg。
根據16年發佈的“節能與新能源汽車技術路線圖”, 我們可以大概對動力電池發展趨勢有一個概念, 下圖所示, 到2020年, 純電動汽車電池單體比能量要達到350Wh/kg
功率密度(W/L & W/kg)
將能量除以時間, 便得到功率,
比功率是評價電池是否滿足電動汽車加速性能的重要指標。
比能量和比功率究竟有什麼區別?
舉個形象的例子:
比能量高的動力電池就像龜兔賽跑裡的烏龜, 耐力好, 可以長時間工作, 保證汽車續航里程長;
比功率高的動力電池就像龜兔賽跑裡的兔子, 速度快, 可以提供很高的瞬間電流, 保證汽車加速性能好;
下面的參數稍微有點繞口...
電池放電倍率(C)
放電倍率是指在規定時間內放出其額定容量(Q)時所需要的電流值, 它在數值上等於電池額定容量的倍數。 即:充放電電流(A)/額定容量(Ah), 其單位一般為C ( C-rate的簡寫), 如0.5C, 1C, 5C等
舉個例子, 對於容量為24Ah電池來說:
用48A放電, 其放電倍率為2C, 反過來講, 2C放電, 放電電流為48A, 0.5小時放電完畢;
用12A充電, 其充電倍率為0.5C, 反過來講, 0.5C充電, 充電電流為12A, 2小時充電完畢;
電池的充放電倍率, 決定了我們可以以多快的速度, 將一定的能量存儲到電池裡面, 或者以多快的速度,將電池裡面的能量釋放出來。
荷電狀態(%)
SOC,全稱是State of Charge,荷電狀態,也叫剩餘電量,代表的是電池放電後剩餘容量與其完全充電狀態的容量的比值。
其取值範圍為0~1,當SOC=0時表示電池放電完全,當SOC=1時表示電池完全充滿。電池管理系統(BMS)就是主要通過管理SOC並進行估算來保證電池高效的工作,所以它是電池管理的核心。
目前SOC估算主要有開路電壓法、安時計量法、人工神經網路法、卡爾曼濾波法等,我們以後再詳細解讀。
下期我們接著分享:電池內阻,自放電,壽命,一致性,化成.....
版權聲明:本文為“汽車人參考”原創,歡迎轉載,但請注明出處。
或者以多快的速度,將電池裡面的能量釋放出來。荷電狀態(%)
SOC,全稱是State of Charge,荷電狀態,也叫剩餘電量,代表的是電池放電後剩餘容量與其完全充電狀態的容量的比值。
其取值範圍為0~1,當SOC=0時表示電池放電完全,當SOC=1時表示電池完全充滿。電池管理系統(BMS)就是主要通過管理SOC並進行估算來保證電池高效的工作,所以它是電池管理的核心。
目前SOC估算主要有開路電壓法、安時計量法、人工神經網路法、卡爾曼濾波法等,我們以後再詳細解讀。
下期我們接著分享:電池內阻,自放電,壽命,一致性,化成.....
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