一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，模擬城市市區(qū)條件下電動車的放電模式檢測電池的使用壽命。首先對城市道路可能出現(xiàn)的情況建立城市道路運(yùn)行模式，然后根據(jù)預(yù)測模型結(jié)合電動車自身質(zhì)量、電壓等性能預(yù)測電池運(yùn)行時的各項指標(biāo)，將預(yù)測結(jié)果根據(jù)事情情況進(jìn)行進(jìn)一步的修正，最后得到適合的檢測方法。該方法改變了現(xiàn)有的電動車鉛酸電池循環(huán)壽命檢測方法，提高了電池壽命檢測的準(zhǔn)確率。
【專利說明】
-種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電池壽命檢測領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命 檢測制定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛酸蓄電池自1859年由普蘭特發(fā)明W來，至今已有150多年的歷史，技術(shù)十分成 熟，是全球上使用最廣泛的化學(xué)電源。盡管近年來儀儒電池、儀氨電池、裡離子電池等新型 電池相繼問世并得W應(yīng)用，但鉛酸蓄電池仍然憑借大電流放電性能強(qiáng)、電壓特性平穩(wěn)、溫度 適用范圍廣、單體電池容量大、能充放電數(shù)百個循環(huán)、膽存性能好(尤其適于干式荷電膽 存）、安全性高和原材料豐富且可再生利用、價格低廉等一系列優(yōu)勢，在絕大多數(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域 和一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域，占據(jù)著牢固的地位。
[0003] 目前鉛酸蓄電池循環(huán)壽命檢測采用的是恒流放電的方法，即采用恒流放電的方式 模擬電池的使用情況，但是鉛酸蓄電池在城市道路使用過程中不可避免的會出現(xiàn)加速、行 駛途中暫停、重新啟動等各種非恒流放電的情況，因此采用恒流放電的方式模擬測試電池 的使用壽命會存在較大的誤差。同時，在啟動加速過程中的大電流放電會對電池的性能造 成巨大的影響嚴(yán)重影響電池的壽命，在電池正常的使用過程中功率能更準(zhǔn)確的反應(yīng)電池的 使用狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種W電池使用過程中的功率為依據(jù)，結(jié)合多種電動車實際運(yùn)行情 況而制定的電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，包括W下步驟：
[0007] a)調(diào)查城市道路情況，設(shè)定模擬檢測時的城市道路行駛模型；
[000引b)調(diào)查檢測用電動車的情況，確定檢測時所用電池的技術(shù)指標(biāo)；
[0009] C)確定檢測程序；
[0010] d)模擬檢測；
[0011] e)通過模擬測試過程中電池的循環(huán)次數(shù)確定電池的循環(huán)壽命。
[0012] 其中，檢測具體程序通過計算測試過程中電動車的功率決定，設(shè)定P(t)=F(t) XV (t)，其中
[0013] 其中公式推導(dǎo)如下：
[0014] 考慮車輛滾動力學(xué)的車速時間曲線方程可寫成，
[0015] V(t) =a 1:anh(bt)，m/s (1)
[0016]其中a(m/s)和b(s-i)是待定常數(shù)，且有v(0)=0。按關(guān)系式￥(1:)=(13(1:)/化，就可給 出行駛時間T和行駛距離S的計算式，即定積分式(1)得
[0017]
[0018] 在已知V(t)下，整理式（1)，且注意化anh(x)/dx=l/cosh2(x)的關(guān)系，給出計算牽 引力時間曲線F(t)的式(3)
[0019]
[0020] 作為優(yōu)選，步驟a中根據(jù)現(xiàn)有城市道路中存在的勻速行駛、加速行駛、爬坡和停止 等情況設(shè)定模擬檢測時的城市道路行駛模型。
[0021] 作為優(yōu)選，步驟b中根據(jù)電動車自身的載人/貨時總質(zhì)量、電動車所采用電池的電 壓和電動車所用導(dǎo)線能承載的最大電流等確定檢測時所用電池的技術(shù)指標(biāo)。
[0022] 作為優(yōu)選，參數(shù)b與加速時間ti之間的函數(shù)關(guān)系夫
其中？為常數(shù)。
[0023] a是個與電動車運(yùn)行時的車速有關(guān)的待定常量，
[0024] 作為優(yōu)選，F(xiàn)(t)的函數(shù)關(guān)系式中，Κι、Κ2、Κ3與電動車總質(zhì)量Μ的關(guān)系為：
[0025] Ki=Mab；
[0026] K2=Mgfi(a)；
[0027] K3=M 奸 2(b)+C;
[002引其中，fi(a)為參數(shù)K2與a之間的函數(shù)關(guān)系，f2(b)為參數(shù)K3與b之間的函數(shù)關(guān)系，ξ為 實際運(yùn)行時的風(fēng)阻修正函數(shù)。
[0029] ξ是一個修正參數(shù)，是在實際運(yùn)行時存在風(fēng)時導(dǎo)致增加的阻力或者推力而進(jìn)行的 一個修正，是空氣密度，空氣阻力系數(shù)和車頭迎風(fēng)面積的綜合結(jié)果，在實驗室中運(yùn)個數(shù)值是 無意義的，但是在實際使用中需加入運(yùn)個參數(shù)。
[0030] 其中Κι、Κ2、Κ3與電動車總質(zhì)量Μ的具體關(guān)系如下：
[0034] 其中，Ρ-空氣密度，kg/m3,一般取值 1.17kg/m3(25°C，latm);
[0035] Cd-空氣阻力系數(shù)，無量綱，0.2~0.4;
[0036] A-車頭迎風(fēng)面積，m2,一般轎車約2. Im2。
[0037] 作為優(yōu)選，模擬測試中，電池放電過程中電壓電流與功率之間的關(guān)系函數(shù)為：
[003引 p(t)=UI+f4(0);
[0039] 其中，f4(〇)為綜合考慮溫度和電池?fù)p耗后制定的修正函數(shù)。
[0040] 考慮到實際使用過程中電池的性能受溫度的影響可能會與實際測定值有一定出 入，因此用f4( 0)做相應(yīng)地修正。
[0041 ] 作為優(yōu)選，模擬測試過程中，電池的放電終止電壓為初始電壓的75%~85 %。雖然 采用能量作為判斷測試終止的更加合理，但是由于采用剩余能量無法進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷循環(huán) 測試終點。
[0042] 因此，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0043] (1)本發(fā)明考慮了電動車放電過程中出現(xiàn)的大電流放電、恒定電流放電、暫停、加 速啟動等狀況，更接近實際結(jié)果，能更準(zhǔn)確的預(yù)測電池壽命；
[0044] (2)本發(fā)明通過電池的功率設(shè)定程序，更符合電池使用的實際情況；
[0045] (3)本發(fā)明考慮電池使用過程中溫度及其他損耗因子的影響，能更準(zhǔn)確的預(yù)測電 池壽命。
【具體實施方式】
[0046] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0047] 實施例1
[0048] 首先選取電動車的種類，本實施案例選擇城市道路用物流車，采用實驗室溫度為 25Γ進(jìn)行模擬。目前城市道路用物流車設(shè)定其載物載人后總的重量為1.2噸，所用電池組為 72V，200Ah。
[0049] 根據(jù)城市道路模型，確定其運(yùn)行過程中存在靜置，加速，等速運(yùn)些過程，根據(jù)加速 時間長短確定其放電模式如表1所示。
[0050] 根據(jù)是上述放電模式，將數(shù)據(jù)代入p(t)=F(t) xv(t)，其4
V(t)=a tanh(bt)
，Ki=Mab，K2=Mgfi(a)，K3 = Mgf2(b)+C，P(t) =UI+f4(〇) 中，得到如表1所述的工況模式，及其相對應(yīng)的功率。
[0051] 表1:測試中電動車一個測試小循環(huán)的工況模式及其相應(yīng)的功率。
[0化2]
[0化3]
[0054]根據(jù)上述參數(shù)計算可得需要進(jìn)行200次如表1所述的測試小循環(huán)才能使電池電壓 達(dá)到終止電壓，電池電壓達(dá)到終止電壓即完成1個大循環(huán)。當(dāng)循環(huán)后期電池循環(huán)結(jié)束放出能 量低于初始能量的75%時則循環(huán)終止，整個過程中的大循環(huán)次數(shù)則為該電池的循環(huán)壽命。
【主權(quán)項】
1. 一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，其特征在于包括以下步驟： a) 調(diào)查城市道路情況，設(shè)定模擬檢測時的城市道路行駛模型； b) 調(diào)查檢測用電動車的情況，確定檢測時所用電池的技術(shù)指標(biāo)； c) 確定檢測程序； d) 模擬檢測； e) 通過模擬測試過程中電池的循環(huán)次數(shù)確定電池的循環(huán)壽命。 其中，檢測具體程序通過計算測試過程中電動車的功率決定，設(shè)定P(t)=F(t)XV(t)， 其中卜⑴=C0Sh2(bt) + K2 + K3V2(t)，V(t)=a tanh(bt)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，其特征 在于:所述步驟a中根據(jù)現(xiàn)有城市道路中存在的勻速行駛、加速行駛、爬坡和停止等情況設(shè) 定模擬檢測時的城市道路行駛模型。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，其特征 在于:所述步驟b中根據(jù)電動車自身的載人/貨時總質(zhì)量、電動車所采用電池的電壓和電動 車所用導(dǎo)線能承載的最大電流等確定檢測時所用電池的技術(shù)指標(biāo)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，其特征 在于:所述參數(shù)b與加速時間t之間的函數(shù)關(guān)系為b Φ，其中φ為常數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，其特征 在于:所述F(t)的函數(shù)關(guān)系式中，Κι、Κ 2、Κ3與電動車總質(zhì)量M的關(guān)系為： Ki=Mab; K2=Mgfi(a); K3=Mgf2(b)+|; 其中，f i(a)為參數(shù)K2與a之間的函數(shù)關(guān)系，f 2(b)為參數(shù)K3與b之間的函數(shù)關(guān)系，ξ為實際 運(yùn)行時的風(fēng)阻修正函數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法， 其特征在于:所述模擬測試中，電池放電過程中電壓電流與功率之間的關(guān)系函數(shù)為： P(t)=UI+f4(〇)； 其中，f4(〇)為綜合考慮溫度和電池?fù)p耗后制定的修正函數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車用鉛酸電池城市工況壽命檢測制定方法，其特征 在于:所述模擬測試過程中，電池的放電終止電壓為初始電壓的75%~85%。
【文檔編號】G01R31/36GK105842630SQ201610292504
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】石沫, 戴貴平, 章小琴, 李厚訓(xùn), 吳秋菊, 吳亮, 柯娃
【申請人】超威電源有限公司