纯电动车动力电池寿命评价方法研究汽车服务工程【字数：11688】
最近几年，由于能源危机逐步威胁到国家安全，同时人们的环保意识日益增加，因此各国大力支持各品牌新能源汽车发展。随着各大新能源汽车车型不断涌现、市场规模不断扩大，但相应的基础配套措施显得有些杂乱无章，无法跟上新能源汽车的发展速度，所以各家汽车公司正在开发和探索各自的行业标准。车辆在实际道路上行驶时，比如电池本身，操作温度和道路条件等一系列因素都会对电池寿命产生一定的影响。本文通过分析现有行业标准，发现一些生厂商参照电池单元测试的标准对电池寿命进行评价存在一定的缺陷。并从台架实验数据中分析探讨纯电动车动力电池包寿命的评价方法，从而得出纯电动车动力电池寿命的评价方法。
目 录
1.绪论 1
1.1 动力电池发展现状分析 1
1.2动力电池寿命评价分析 2
1.3现有标准解析 2
1.4本章小结 3
2.影响电池使用寿命因素分析 4
2.1影响电池寿命因素 4
2.2锂离子电池的组成和工作原理 4
2.3锂离子电池性能参数 5
2.4锂离子电池特点 6
2.5动力电池性能评估 6
2.6本章小结 7
3.实验方案设计及数据采集 8
3.1实验方案设计 8
3.2动力电池测试上位机测试软件 9
3.2.1动力电池测试软件Enova 9
3.2.2软件操作流程 9
3.3动力电池包及电池模拟电源测试 10
3.3.1产品介绍 10
3.3.2系统硬件特点 10
3.2.3设备操作按钮 11
3.4待测电池包 12
3.4.1产品概述 12
3.4.2电池组外形尺寸及基本参数 13
3.4.3 BMS性能指标 15
3.5电池包的循环寿命试验数据采集 15
3.5.1实验前准备 15
3.5.2数据采集 19
3.6本章小结 15
4.动力电池包数据分析 25
4.1不同放电倍率对电池容量的影响 25
4.2本章小结 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
5.动力电池实际工况条件与实验条件对比分析 27
5.1电池包的循环寿命试验数据采集 27
5.2电池放电形式差异 27
5.3电池其他形式差异 28
5.4推荐的电池包寿命评价方法 28
5.5本章小结 28
结论 31
参考文献 31
致谢 32
1.绪论
1.1 动力电池发展现状分析
随着科学技术的快速发展，新能源汽车的发展步伐也随之加快，逐渐在市场份额的占比也慢慢的扩大。传统的发动机车型由于遭受新能源汽车的冲击已经逐步朝小排量、低排放的涡轮增压发动机方向发展。从石油资源需求角度来看，日益枯竭的石油储备和不断增长的需求之间的矛盾越来越严重，地球将面临严峻的能源危机。随着科学水平的不断提升，人类对地球资源的索取将会越来越多，需求量很有可能会在未来几年里翻倍。传统的内燃机汽车有一定的缺点，比如石油价格的上升、能源紧缺。从环境保护的角度来看，内燃机汽车排放的尾气对生态环境有着一定的影响。现在，不管是中国还是美国对于新能源汽车的研发处于同一起跑线。其中比较成熟的汽车厂商如美国的特斯拉公司，凭借Model S 和 Model X在汽车安全性、乘坐舒适性、内饰科技感、整车的续航能力以及各个方面都有着非常不错的表现，使特斯拉公司成为纯电动汽车行业中的领军企业和标杆。中国汽车厂商除了家用轿车有新能源车型，新能源的公交车也比较普及。华晨宝马新能源车型政策支持方面如图11所示。
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图11 BMW新能源车型补贴优惠政策
纯电动汽车不用排放尾气也没有噪音污染，其主要储能装置为电池，其主要原料如锂、锰、铬等元素都是可以回收再次利用的，可以通过水力发电，风能发电和太阳能发电来提供电能不会受到石油能源的限制。退一万步说即使仍然使用传统火力发电，消耗的资源和空气中的污染物排放也可以得到显著减少，况且其污染物排放较为集中，更方便回收污染物。纯电动车随时可以进行充电，如果在晚上谷时段充电，大大的缓解了峰时段供电压力，可以提高电能的利用率，更加的节能环保，绿色低碳生活[1] 。而且新能源车型有国家补贴优惠政策，不仅可以免除购置税，在车价上还能有一定的优惠，并且免费安装充电桩。众所周知在上海，北京，深圳等一线城市上牌照难，不但有昂贵的上牌费用需要摇号排队，而且买来新车也不一定能立马开上，等到上完牌照也许新车也已变成旧车了。例如上海虽然可以上沪C牌照，但是不能进入上海市区，这就给人们用车方面带来了极大的不方便。新能源牌照的特殊性，决定着新能源汽车不仅上牌费用低，而且上牌速度快，因此新能源汽车将为成为汽车产业发展的趋势。
1.2动力电池寿命评价分析
虽然科学技术的快速发展，但电池的蓄电量和相关性能还未达到人们的预期水平。所以目前大多数汽车电池生产商都着力于材料的研发升级，以设计出满足消费者需求的动力电池。
通常我们对比电池的好坏采用电池寿命评价的方法进行测试分析，主要通过两个指标进行分析：循环寿命和容量测试。电动汽车电池评价与人们的出行息息相关，如何准确地测量出电池剩余寿命和电池使用状况，与车主的利益联系密切。
现如今，我国的龙头汽车电池主要是比亚迪领衔的磷酸铁锂电池。该电池具有可靠性高、输出稳定、蓄电量较大等优点。其不足之处是能量密度小，导致续航里程在300km迟迟无法继续突破，到达了瓶颈期。而另一款主流汽车电池是三元锂电池，该电池除了具有磷酸铁锂电池具有的优点，还有它的能量密度较高，理论续航里程可以突破500km。除此之外，除了电池的硬件影响电池的使用寿命和容量，其电池控制器也与电池寿命密切相关，例如特斯拉汽车在蓄电池的使用上选择了三元锂电池，同时其技术先进技术在于电池的利用效率上，它能保证电池的有效使用率在95%以上，如此一来车辆单次续航里程可以轻松突破450km。
目 录
1.绪论 1
1.1 动力电池发展现状分析 1
1.2动力电池寿命评价分析 2
1.3现有标准解析 2
1.4本章小结 3
2.影响电池使用寿命因素分析 4
2.1影响电池寿命因素 4
2.2锂离子电池的组成和工作原理 4
2.3锂离子电池性能参数 5
2.4锂离子电池特点 6
2.5动力电池性能评估 6
2.6本章小结 7
3.实验方案设计及数据采集 8
3.1实验方案设计 8
3.2动力电池测试上位机测试软件 9
3.2.1动力电池测试软件Enova 9
3.2.2软件操作流程 9
3.3动力电池包及电池模拟电源测试 10
3.3.1产品介绍 10
3.3.2系统硬件特点 10
3.2.3设备操作按钮 11
3.4待测电池包 12
3.4.1产品概述 12
3.4.2电池组外形尺寸及基本参数 13
3.4.3 BMS性能指标 15
3.5电池包的循环寿命试验数据采集 15
3.5.1实验前准备 15
3.5.2数据采集 19
3.6本章小结 15
4.动力电池包数据分析 25
4.1不同放电倍率对电池容量的影响 25
4.2本章小结 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
5.动力电池实际工况条件与实验条件对比分析 27
5.1电池包的循环寿命试验数据采集 27
5.2电池放电形式差异 27
5.3电池其他形式差异 28
5.4推荐的电池包寿命评价方法 28
5.5本章小结 28
结论 31
参考文献 31
致谢 32
1.绪论
1.1 动力电池发展现状分析
随着科学技术的快速发展，新能源汽车的发展步伐也随之加快，逐渐在市场份额的占比也慢慢的扩大。传统的发动机车型由于遭受新能源汽车的冲击已经逐步朝小排量、低排放的涡轮增压发动机方向发展。从石油资源需求角度来看，日益枯竭的石油储备和不断增长的需求之间的矛盾越来越严重，地球将面临严峻的能源危机。随着科学水平的不断提升，人类对地球资源的索取将会越来越多，需求量很有可能会在未来几年里翻倍。传统的内燃机汽车有一定的缺点，比如石油价格的上升、能源紧缺。从环境保护的角度来看，内燃机汽车排放的尾气对生态环境有着一定的影响。现在，不管是中国还是美国对于新能源汽车的研发处于同一起跑线。其中比较成熟的汽车厂商如美国的特斯拉公司，凭借Model S 和 Model X在汽车安全性、乘坐舒适性、内饰科技感、整车的续航能力以及各个方面都有着非常不错的表现，使特斯拉公司成为纯电动汽车行业中的领军企业和标杆。中国汽车厂商除了家用轿车有新能源车型，新能源的公交车也比较普及。华晨宝马新能源车型政策支持方面如图11所示。
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图11 BMW新能源车型补贴优惠政策
纯电动汽车不用排放尾气也没有噪音污染，其主要储能装置为电池，其主要原料如锂、锰、铬等元素都是可以回收再次利用的，可以通过水力发电，风能发电和太阳能发电来提供电能不会受到石油能源的限制。退一万步说即使仍然使用传统火力发电，消耗的资源和空气中的污染物排放也可以得到显著减少，况且其污染物排放较为集中，更方便回收污染物。纯电动车随时可以进行充电，如果在晚上谷时段充电，大大的缓解了峰时段供电压力，可以提高电能的利用率，更加的节能环保，绿色低碳生活[1] 。而且新能源车型有国家补贴优惠政策，不仅可以免除购置税，在车价上还能有一定的优惠，并且免费安装充电桩。众所周知在上海，北京，深圳等一线城市上牌照难，不但有昂贵的上牌费用需要摇号排队，而且买来新车也不一定能立马开上，等到上完牌照也许新车也已变成旧车了。例如上海虽然可以上沪C牌照，但是不能进入上海市区，这就给人们用车方面带来了极大的不方便。新能源牌照的特殊性，决定着新能源汽车不仅上牌费用低，而且上牌速度快，因此新能源汽车将为成为汽车产业发展的趋势。
1.2动力电池寿命评价分析
虽然科学技术的快速发展，但电池的蓄电量和相关性能还未达到人们的预期水平。所以目前大多数汽车电池生产商都着力于材料的研发升级，以设计出满足消费者需求的动力电池。
通常我们对比电池的好坏采用电池寿命评价的方法进行测试分析，主要通过两个指标进行分析：循环寿命和容量测试。电动汽车电池评价与人们的出行息息相关，如何准确地测量出电池剩余寿命和电池使用状况，与车主的利益联系密切。
现如今，我国的龙头汽车电池主要是比亚迪领衔的磷酸铁锂电池。该电池具有可靠性高、输出稳定、蓄电量较大等优点。其不足之处是能量密度小，导致续航里程在300km迟迟无法继续突破，到达了瓶颈期。而另一款主流汽车电池是三元锂电池，该电池除了具有磷酸铁锂电池具有的优点，还有它的能量密度较高，理论续航里程可以突破500km。除此之外，除了电池的硬件影响电池的使用寿命和容量，其电池控制器也与电池寿命密切相关，例如特斯拉汽车在蓄电池的使用上选择了三元锂电池，同时其技术先进技术在于电池的利用效率上，它能保证电池的有效使用率在95%以上，如此一来车辆单次续航里程可以轻松突破450km。
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