电气技术|不同工况下，电动汽车锂离子动力电池有怎样的特性？( 二 )
2.1 不同工况对锂离子动力电池SOC的影响
电池组以恒流进行连续放电 ， 其工作电压会随着放电而降低 ， 通常电池组在放电末期都有电压显著下降的现象 ， 而且电池模块的过放电会引起模块性能、不可逆的衰退 ， 从而引起整个电池组性能和使用寿命的下降 。
为了保护电池 ， 厂家对同批次的单体电池基本都设定一个合理的充放电终止电压 。 但在实际的使用过程中电池组放电电流倍率范围宽 ， 电压变化大 ， 所以在动力电池使用过程中 ， 什么时候停止放电要根据电池的剩余容量、一致性和充放电终止电压等参数综合分析 。
电池荷电状态（State of Charge,SOC）描述了电池的剩余电量 ， 是电池使用过程中的重要参数 。 荷电状态值是个相对量 ， 一般用百分比的方式来表示 ， SOC的取值为：0~100% 。 动力电池的充放电过程是个复杂的电化学变化过程 ， SOC受到动力电池的基本特征参数和动力电池使用特性因素的影响 。
本试验根据试验车行车过程中采集的工作电压以及SOC的数据 ， 考察不同工况下锂离子动力电池工作电压及其SOC的影响 ， 为电池管理系统的设计(如充放电终止电压等)提供可靠依据 。
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图2-4分别是试验得到的长距离工况、市区山坡工况以及高峰期堵车工况下工作电压与SOC的变化曲线 。 由图中可以看出 ， 不同工况的影响下 ， 动力电池的工作电压和SOC的变化趋势不同 。
在长距离工况下 ， 电动汽车以匀速在车流量较小的路段行驶 ， 此时工作电压波动幅度较小 ， SOC下降较平缓；山坡行驶工况以及堵车工况下 ， 多工作于加减速或刹车制动 ， 此时工作电压波动幅度较大 ， 且当SOC低于70%后 ， 动力电池SOC有显著下降趋势 。
因此综上可知 ， 市区山坡工况、高峰期堵车工况对动力电池SOC的影响较长距离工况的大 。 此外 ， 为延长电池的使用寿命 ， 设置更具合理的充放电终止电压很有必要 。
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图2 长距离工况下工作电压与SOC的变化曲线
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图3 山坡工况下工作电压与SOC的变化曲线
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图4 堵车工况下工作电压与SOC的变化曲线
2.2 不同工况对锂离子动力电池组端电压及其一致性的影响
尽管可以将电池组整体看作是单个高压电池 ， 但仍需独立考虑每个单体电池的情况 。 这是由于 ， 单体电池若是与其他电池发生偏差 ， 经过长期的充放电周期后 ， 其状态将会与其他电池产生严重偏离 ， 从而导致电池组的故障与损坏 。
因此 ， 必须对单体电池进行监控 ， 以确定其充放电状态 ， 保证电池组安全有效的运行 。 本试验根据试验车行车过程中采集的工作电压以及单体电压的数据 ， 考察不同工况对锂离子动力电池单体电压和工作电压的影响 。
图5-7分别是试验得到的长距离工况、市区山坡工况以及高峰期堵车工况下工作电压与单体电压的变化曲线 。
由图中可以看出 ， 四种不同工况下的电池工作电压变化大体一致 ， 工作电压的变化范围在340-360V之间 。 而对于单体电池应注意的是 ， 当单体电压低于2.5V时 ， 单体电压易继续下降损坏电池 。 因此要通过CAN总线实时监控单体电压 ， 对于低于2.5V的单体电池及时进行调整或更换 。
由图中可以看出 ， 在四种工况运行过程中 ， 单体电压的变化范围在3.2-3.4V之间 ， 各单体电池的电压差小于0.2V ， 电压浮动较小 ， 并且各单体电压均大于2.5V 。 另外 ， 对比各图中的两个曲线 ， 可以看出 ， 单体电池电压的变化趋势和工作电压的变化总体一致 。
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