提出基于SOC电池管理技术路线,主要是基于以下假想:根据电池的荷电状态(SOC),确定合理的充电和放电电流(I),以使单体电池充电过程中端电压(UC)不超过允许值,放电过程中端电压(UF)不低于允许值。
上述假想忽略了一个重要问题:影响充电池端电压的主要因素是充放电电流(I)和内阻(R)。但电池允许充放电电流主要受电池内阻的约束,而电池内阻(R)与容量(Ah)并无确定关系。同样容量的电池,内阻(R)相差很大。依据电池荷电状态(SOC值),是无法确定适宜的充电和放电电流的。
当前SOC估计的方法繁多,如Ah计量法、能量守恒法、开路电压法、负载电压法、直流内阻法,阻抗频谱法等,即使是复杂的人工神经网络和卡尔曼滤波法,也只能适应近似的电池,使用前也需要对近似电池进行学习训练。而电池的状态是动态变化,不可预计的。
电池端电压、内阻、温度等能够测量到的表征参数,与荷电状态并无明确的函数关系。即使是基于特定电池,在大量试验的基础上建立的相对较准确的SOC估计数学模型,也只能适应特定电池的特定时间段内,不具备一般性和通用性。
SOC估计缺乏理论支撑,基于容量SOC估计作为一种探索无可非议,以产业化为基本目标的国家“863”课题,将锂离子等新型动力电池的安全管理寄希望于SOC上值得商榷。
2.2 对电池提出过高的均衡性要求
从推动和促进产品发展角度出发,不断提高技术要求,包括均衡性指标,是必要的。SOC技术研究者,鉴于其技术路线存在的问题,采用对动力电池提出更严格的均衡性要求,以缓解SOC管理技术无法实现对电池均衡性差的适应特性,以防止发生过充电、过放电和过流问题。电池的一致性只是相对的,有时域性的,即只能在特定条件下的一段时间内实现一定程度的均衡性。不一致性是绝对的。提出更高电池的一致要求,不仅不能有效解决电池组的安全问题,且会加大生产成本,大幅降低成品率。
2.3 自动均衡技术
自动均衡装置对于经常处于浮充状态的电池组具有良好的均衡作用,是应对电池组不均衡性的有效技术措施。但自动均衡装置对如电动汽车用大功率动力电池,从实际效果、可接受功率、成本、体积等综合评估,是不能采用的。
2.4 研究和建立锂离子等新型动力电池应用技术支撑体系
锂离子动力电池是与普通铅酸动力电池完全不同的另类电池。普通铅酸动力电池的应用技术支撑体系(充电、放电和维护管理技术和设备),不能适应锂离子等新型动力电池。研究和建立适应锂离子等新型动力电池特点的新一代应用技术支撑体系,是推进和实现锂离子动力电池产业发展的必要条件。若不能有效解决锂离子动力电池成组应用技术支撑体系严重滞后的问题,将严重迟滞锂离子动力电池的推广应用和产业发展。
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