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嘉峪檢測網 2017-05-08 12:17
電動汽車電池壽命評估
特斯拉表示已經在電池性能領域取得重大突破,車輛在行駛48萬公里后,電池的衰減在5%以內。這意味著以每年行駛2萬公里計算,特斯拉汽車在連續開24年后電池容量仍然可以達到出廠容量的95%。
預計今年7月推出的特斯拉Model 3轎車會采用此技術的電芯。
作為一家電動汽車的領導廠商,應該不會瞎掰的,但是圍觀群眾肯定是希望看到數據來證實下更放心了。
那我們就來看幾張圖片實際了解下是否屬實了。
首先看看特斯拉電池包在過去幾年現場替換情況,我們可以看到其更換的百分比有了巨大的改善,其中肯定有電芯的功勞了,個人認為主要貢獻應該是電芯以外的部件,因為此處的替換應該是電芯無法工作導致的。
再來看看實際數據,即使是到了10萬公里,其退化還是可以控制在5%以內,但是要注意的是這是現有電芯的結果,新的電芯實際表現肯定會更好,所以特斯拉應該沒有吹大牛才對,當然了由于試驗室數據和現場會有所差異,最終可能會比官方宣傳的差一點了。
上面是里程數和剩余容量,而且實際里程數和官方所說的48萬公里還有著很大的差異。那么我們就看一下特斯拉車主所提交的900組數據進行分析看看是不是那么回事。我們可以看到即使經歷了700個以上的完全充放電,其剩余容量依然有90%,如果按照一個完全充放電行駛500公里,那么700個完全充放電可以形式35萬公里,顯然我們基于這樣的數據還是可以有信心相信特斯拉對于新電芯的聲明的。非常期待更多的廠商能夠在電芯壽命上跟進并導入到更多的電動汽車上,這將會推動電動汽車市場的發展和壯大。
前面所討論的都是別人家的電芯,如果是我們家的電芯需要做相應的評估呢?我們又需要怎么做呢。
往復雜里講就是需要在不同溫度和不同充放電循環組合下對電池剩余容量進行建模,再基于用戶實際使用的條件來具體評估電池特定里程數或者充放電循環下的剩余壽命。
為了讓大家更容易理解,今天對上面進行簡化處理,如果個人有興趣我們可以單獨討論更多內容,或者企業有需要也可以找我提供相應的解決方案。
我們今天只討論特定溫度下完全充放電電池容量的退化。
對于試驗的部分可以放在室溫下進行,并不一定需要放在溫箱中,從而節約成本。但是每次充放電完成后都需要記錄其容量,從而在后續進行分析來獲得容量退化和充放電循環之間的關系。
把每次充放電循環的數據按順序記錄到Excel文件中,可以用Excel的趨勢分析功能來進行簡單分析,Excel還提供置信度等功能選項,這樣的分析方法非常簡單,而且不需要購買軟件。
下面就是Excel趨勢分析的界面供大家參考。
分析完成后會提供趨勢預測并提供具體的數據,具體如下:
下面就是基于試驗數據和預測數據畫出來的圖,這時候我們可以發現600個循環左右,其容量退化會發生較大的變化,如果我們試驗只做到400個循環,著時候其預測結果的精確性會較差,這是我們特別需要注意的。但是如果我們只做到650個循環就停止,其實是可以通過預測來補上后續的數據,從而可以縮短試驗時間,又沒有喪失試驗精度。
如果我們想做的專業一點呢,這時候可以用專業的軟件來進行回歸分析去判斷退化模型符合什么模型并具體計算模型的具體參數。
下面就是基于上面的試驗數據進行退化分析的結果,從圖上我可以明顯看出最符合的是一元三次方程。
下面就是軟件所計算出的一元三次方程的具體參數值,到此我們就可以獲得完整的退化模型,就來計算任意循環時的剩余容量了。
像算啥就算好了,老板這時候也難不倒你的。其實好像沒有那么神奇。
不過需要提醒的是,上面沒有考慮到溫度、不同充放電循環(未放完電就充電,有時不會完全充滿等情況)和用戶的實際載荷譜。如果想真的做好還是有很多工作需要開展,希望有更多的企業能夠在這方面深入下去建立起企業的核心競爭力并贏得市場。
來源:Mosch