新能源干货-在充放电设备上实现中国汽车工况(乘用车)下动力电池寿命里程的试验方法

新能源-在充放电设备上实现中国汽车工况下动力电池寿命里程的试验方法

在新能源汽车行业，一般都很想知道所使用的动力锂电池的寿命里程，从而实现动力电池寿命的预估。动力电池寿命的预估一般可以得到以下收益：

1、从电动汽车供应商的角度讲，可以知道动力电池何时能到寿命，从而确定厂家的保修期和需要更换的费用；

2、从用户角度讲，可以计算所用锂电池的预估寿命和需要花费的费用，从而为用户提供更换和维护计划。

要想知道寿命里程，一般可以有以下方法实现：1、实际跑车路试；2、测功机上实现。但此两种方法一般耗时耗力，有一定的难度。本文介绍一种在充放电设备上实现动力锂电池寿命里程的测试方法，比较快捷方便，具体方法如下：

（一）数据转化：

CLTC工况（China light-duty vehicle test cycle，中国汽车行驶工况）是目前国家极力推出的国家标准，已颁布实施，其标准号为：GB/T38146.1-2019和GB/T38146.2-2019 GB/T38146.1-2019为第一部分，即中国乘用车行驶工况（China light-duty vechicle test cycle-passenger car，即：CLTC-P；GB/T38146.2-2019为第二部分，即中国重型商用车行驶工况China light-duty vechicle test cycle-commercial car，即：CLTC-C。因为原来沿用的等速工况和NEDC工况已经不能实际地反映中国当今道路的实际情况，其测量和实施是不准确的。这里以CLTC-P工况为例说明一下在充放电设备上如何实现寿命里程测试。为了能够在充放电设备上实现寿命里程测试，需要将CLTC-P工况的时间-速度数据转换为充放电设备能够识别的时间-瞬时功率数据。CLTC-P工况时间速度数据如附录，共计1800s：其基本构成如下:

为了转换成充放电设备能够识别的时间-瞬时功率数据，需要用到以下公式：

P瞬=P j+P f+P w+P d=（δ•m•dv/dt+m•g•f+C D•A•v2/21.15) •v/(3600•η)+P d

其中：

P j=δ•m•v•dv/dt

Pf= m•g•f•v

Pw= C D•A•v3/21.15

式中：

P j加速功率（KW）

P f滚动阻尼功率（KW）

P w空气阻力功率（KW）

P d电动汽车控制线路等低压系统（即非动力部分）的全部耗散功率（KW）

P瞬动力电池提供的瞬时功率（KW）

η电动机与传动系总效率

δ汽车旋转质量换算系数

m汽车总质量（kg）

v汽车行驶速度（km/h）

dv/dt 汽车行驶加速度（m/s2）

g为重力加速度（9.8m/s2）

f为滚动阻力系数

C D为空气阻力系数

A迎风面积（m2）

通过以上公式能够把速度信号转换为充放电设备能够识别的瞬时功率信号，时间间隔为1s，充放电方式为斜坡。

（二）试验方法：

因为动力电池寿命与其所处的温湿度、充放电深度、充放电倍率有关，因此在进行寿命里程试验时应当考虑这些因素。而温湿度与所处的地区环境有关，这里以四季分明的北京地区为例，则可按表2施加相关因素：

表2 施加相关因素而进行的动力电池寿命里程测试方法

注：

1、本表格温度施加地区为北京，其它地区春夏秋冬所施加温度的百分比和施加的温度范围

按所在地区实际条件给出；

2、工况数据最后转化为1s的电流或功率信号，电流或功率信号在充放电设备上按斜坡放

电处理；

3、当RESS循环的最后容量达到80%初始容量时，则认为达到寿命，可以计算相应的循环

次数和寿命里程；

寿命里程=n1*14.48*n，单位：km，其中n1为每个充放电循环所跑的CLTC-P工况次数，n为到达寿命终点时总共充放电次数。

4、视具体情况，如果春秋平均温度相似，表中春秋季温度可以合并，二者共占比50%。

（三）总结说明：

1、同样地，此种方法可用于CLTC-C工况的寿命试验；

2、表2中未列出地区湿度，如果湿度对某种结构的电池存在影响，应当考虑施加湿度

因素；

3、本试验方法考虑了各种因素和中国实际工况，得出的寿命里程很大程度上接近实际，

是动力电池估算寿命里程的有效方法。

附录

CLTC-P工况