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電動汽車論壇 電動汽車論壇-電動汽車網 『 電芯&成組 』 電池系統的內阻及內阻分配
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電池系統的內阻及內阻分配  [復制鏈接]

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原創: 知化小編  知化汽車


除了作為電阻使用,電池系統中任何一個零部件的電阻越小越好,這樣因電阻發熱而導致的能量損失也就越小,能夠增加續航;同時,也避免了高電阻形成熱點hotpot,引發安全危害。


不同的設計,電池系統的內阻會顯著不同,大多在幾十毫歐,以特斯拉Model S P100 DL車型為例,電池系統的總內阻為41.8 mΩ(來自EVTech&AVL)。


電池系統內阻來自兩個方面:一是零部件,主要是電芯,各類連接件,如fusebusbar,高低壓連接線;二是連接點,機械緊固點,焊接、鉚接點等。例如,在Model 3的電池系統中,正極busbar與正極繼電器busbar之間的連接,主要是通過螺釘(緊固的方式及大小為5 Nm +35°,即先施加5Nm的力矩,再施加35°的旋角),該處的電連接電阻大小約為60μΩ


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需要控制內阻大小的另外一個原因在于,它制約著整車的功率輸出,最大功率意味著大電流,直接關系到電芯的發熱(QI^2*r),電芯內阻在低溫時會變大,高溫時變小,因此,通常會限制在低溫度對電池充電的功率,溫度過低時甚至無法充電,需要先進行加熱,當需用使用大功率(電流)充放電時,如狂暴模式、超級充電狀態時,則需要將電芯加熱到合適的區間,以獲得較小的內阻。


對于獲得系統級的直流內阻,通常用測試的方法,參考的測試標準包括ISO 12405FreedomCARISO 12405規定內阻測試分別在高溫、低溫和常溫環境下進行,電池系統SOC可選擇為90%或制造商規定的最高允許狀態、50%20%或制造商規定的最低允許狀態。


FreedomCAR中規定的混合功率脈沖測試(HPPC)可以測定電池系統10%SOC90% SOC下的直流內阻,SOC間隔為10%SOCHPPC測試也是行業中使用最為廣泛的內阻測試方法。


在已知各處阻值時,可以通過理論計算的方法獲得整包內阻,再與測試進行核對。上述Model S P100DL的整包級內阻便是利用這種方法(來自EVTech&AVL),首先獲得了模組的內阻,再計算得PACK級內阻,這里要注意的是各個零部件的串并聯關系。


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了解和掌握整個電池系統的內阻分配有助于優化整個系統的內阻,獲得更好的能量利用率和更高功率輸出。這個通常由整車企業在頂層輸出需求時給出,在開發過程中與PACK系統企業進行動態的調整,這個具體調整的過程或是最初如何進行內阻的分配,目前我還沒有見到,通用在它的一款PHEV開發需求中對這個內阻分配給出過明確的要求,供大家參考。

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