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动力锂电池寿命管控要点分析
2017-04-18 10:12:33  作者:朱玉龙  来源:高工锂电技术与应用  
  •   电动汽车随着从“试用期”转向“实用期”,从整个车辆生命周期和电池生命周期的角度来看整个事情的处理过程。消费者对待电动汽车的生命周期的理解和实际随着使用过程中的忧虑也会使得二手车交易变得很困难,使整个事情变得可视化和明白是非常有必要的。
    关键字: 动力锂电池
  电动汽车随着从“试用期”转向“实用期”,从整个车辆生命周期和电池生命周期的角度来看整个事情的处理过程。消费者对待电动汽车的生命周期的理解和实际随着使用过程中的忧虑也会使得二手车交易变得很困难,使整个事情变得可视化和明白是非常有必要的。

  第一部分质保的要求

  由于新能源汽车,由于很高的生产成本,目前较大程度依赖于国家的补贴和政策,所以整个产品还是服从于国家的要求,国家工信部出台了相关政策,要求在2016年起乘用车生产企业对电池、电机等核心部件提供8年或12万公里质保(以先到者为准)。从寿命周期来看可以分为:

  8年和0~12万公里以内,此处的质量问题,需要厂家来完全承担处理

  大于12万公里之外:这里的电池其实不确定度比较大,厂家失去了必要的承担责任,电池本身的残值已经很低了

  如果电池系统本身能撑过一段时间,到达其寿命末期,在这段时间车主可以继续使用,但是到达这个点就比较危险了。

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  图1电池系统寿命概览

  从电池系统构成来看,可以分为三部分:

  1)电池模组:包含电池单体、电流母线牌、冷却盘、采样线等,还有模组本身连接的机械部件

  2)电子系统:电池管理主单元、电池管理子单元、电流传感器、电池配电单元等

  3)机械部件:电池底座、电池盖、螺丝、固定装置等

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  图2电池系统分解图

  根据以上的分解,为了维护整个系统,每个部分需要根据部件的故障率进行一定程度的备件考虑。如果我们按照每个部件按照通常的寿命曲线来估计,整个电池系统的失效率主要集中在电池管理单元和电池模组这样的长时间使用的部件上,根据寿命估算这类部件比之其他部件充电放电都需要使用。机械系统通过鲁棒性测试是可以通过设计和制造做到很低的失效(充电静止状态);而对于一个电池系统而言,有不同的配置(并联和串联),出现各种失效情况,比如容量衰减特别剧烈,又或者是内阻上升剧烈,对整个电池系统的而言就处于需要维修的状态了。

  第二部分车企的应对过程概览

  为了应对整个过程,新能源汽车企业,需要对电池管理系统进行细致的诊断,以保证车辆在使用过程中的处理,应对整个寿命周期,还要通过电池管理系统进行一个管控过程。

  生产阶段:电池信息从电池厂家=>电动汽车厂家

  电动汽车使用阶段:汽车厂家记录车辆的使用情况,测定电池参数进行诊断

  梯次利用:通过读取信息,拆解测试分选来进行系统重组,进行系统的重组

  回收阶段:通过在线分析,分析电池进入高危阶段后进行回收材料级回收

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  图3系统过程

  估算电池的SOH的容量信息,达到阈值的条件下,将信息通过车联网模块传回企业后台信息,经过车辆信息、蓄电池信息匹配之后,确定锂电池的需要进行预警使用和回收流程。

  a.如果BMS实际容量估算信息有误,可以在系统后台根据传回信息复核

  b.如两边计算均达到回收条件,则进入回收程序确定车主信息后,企业应与车主联系,如果车辆其他系统完好,可以采取以旧换新等措施(现在通俗的做法是回购或者新购抵消一定的费用),提高消费者交回废旧动力蓄电池的积极性,并详细告知电池的回收

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  图4回收之前的自动判断和准备

  想要达成这个事情,需要选取适宜4S店或者专门的电池回收点(一般而言是建立在原有的电池维修的点来做),在上拆卸动力电池时,应遵考虑拆卸的安全性,并严格按照电动汽车生产企业所提供技术信息进行合理拆卸。断开手动维修开关MSD、根据维修手册进行电池包系统的拆卸。拆解电池后为了保证动力电池安全,需要对电池包进行放电,可采取小电流的物理方式。物理放电应采用自动放电系统,在放电过程中应保证通风,保证热量有效散发出去。

  可以考虑使用专门的放电设备,采用与BMS通信的方式,在散热电阻上进行有序小电流放电。

  放电的截至电压根据SOC0%来定义

  根据电池的区别,应进行区分对待,对于进入梯次利用和直接报废的电池进行区分,在放电完成后,对这些危险物品“废旧电池”进行有效的包装以杜绝问题的产生。这块的处理的高峰期,大概随着时间的增长会分散化,也会增大整个事情的成本,后续可以进行细致的核算和考虑。

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  图5处理判断分支

  原标题:【亿鹏能源·高工纵横】动力锂电池寿命管控要点分析

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