点击上面↑“电动车小白”关注,记得加☆“星标”
在锂电池的老化过程中,电池会受到多种宏观 应力因素的共同作用,这些应力因素会互相影 响,导致老化过程变得复杂。锂电池老化的主 要应力因素包括存储时间、温度、过度充电或 放电、高荷电状态、机械应力、放电深度等 。在实车使用过程中,考虑到动力电池系统的保 护作用,仅考虑电池在正常使用过程中可能受 到的老化因素的影响,主要包含:存储时间( 即停车期间)、温度、高荷电状态、放电深度。
01
存储时间对动力电池健康状态的影响
锂电池再出厂后即伴随着性能衰减。锂电池的老化分为循环老化和日历老化,在仅静置存储状态(即不使用的情况下)发生的老化行为被称为日历老化。在电池静置储存时,低温情况下电荷传递速率和锂离子扩散速率会下降;高温环境下,电池内部副反应速率会增加并伴随着电解液的分解。上述一系列的化学反应,使得锂电池逐渐失去了储能能力,其寿命产生不可逆的恶性后果,性能随之恶化,导致电池出现可靠性和安全性问题。当存储温度固定时,随着存储SOC值的变化,电池容量衰减速率也随之发生了明显变化。在同一温度下,以100%SOC值存储的电池容量衰减速率最大,以50%SOC值存储的电池容量衰减速率次之,最后是以0%SOC值存储的电池。其中,在低温(-40°C、-5°C)环境下以0%SOC值存储的电池,容量保持效果良好,经过约200天的静置时间后,其容量并没有发生大幅度变化,而分别以50%和100%SOC值存储的电池,其容量都有一定的损失;在常温(25°C)环境下的容量保持方面,0%SOC值存储的电池性能约高于50%SOC值存储的电池1%,同时,50%SOC存储的电池性能约高于100%SOC值存储的电池1%;在高温(50°C)环境下以100%SOC值存储的电池,其容量在经过约100天的时间后已经下降了约20%,与其他两条相比而言,其斜率也更大,损失速度也更快,如下图所示。由上可知,电池在存储时的SOC值情况对电池容量衰减具有一定影响,存储时的SOC值越大,其电池容量衰减速率也会越大;反之,存储时的SOC值越小,电池将拥有更好的容量保持功能。
在锂离子电池未经使用的时间里,不仅是存储的SOC值对电池的日历老化具有一定影响,同时,锂离子电池存储时所处的环境温度也会对电池性能产生影响,通过分析电池在不同温度下存储的容量衰减规律,能够更好避免电池容量过快损失。为了明确SOC和温度两个变量对容量衰减的独立影响,实验设计中采用了单变量控制的方法。通过分别固定SOC值或存储温度,可以更清晰地分析二者对电池老化行为的作用机制。在电池的存储SOC值分析位于0%、50%和100%时,通过固定存储SOC值,使存储温度变化,分别为-40°C、-5°C、25°C和50°C。固定存储SOC值时,降低存储温度,电池容量衰减速率也会降低,如下图所示。图中给出的每个结果是数据集里同一条件下电池随机选取所得到的。从图中可以明显看出,当不考虑-40°C环境下存储的电池容量衰减曲线时,在同一SOC值下,-5°C温度下存储的电池容量衰减速率最小,25°C下存储的电池容量衰减速率相对较大,50°C存储的电池容量衰减速率最大。其中,固定SOC值时,电池在-5°C下存储,容量保持效果最佳,及时经过200天静置时间后,其容量也没有发生大幅度的变化;而在50°C温度下存储的电池,其容量都会发生剧烈的衰减,尤其在固定SOC值为100%时,在50°C温度下储存的电池衰减速率最快。 关注小白,每天收获一点成长👇
免责声明:资料来源网络资料,我们旨在传播汽车底盘知识,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处,如有侵权请联系小编删除。