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嘉峪檢測網(wǎng) 2017-05-08 12:17
電動汽車電池壽命評估
特斯拉表示已經(jīng)在電池性能領(lǐng)域取得重大突破,車輛在行駛48萬公里后,電池的衰減在5%以內(nèi)。這意味著以每年行駛2萬公里計(jì)算,特斯拉汽車在連續(xù)開24年后電池容量仍然可以達(dá)到出廠容量的95%。
預(yù)計(jì)今年7月推出的特斯拉Model 3轎車會采用此技術(shù)的電芯。
作為一家電動汽車的領(lǐng)導(dǎo)廠商,應(yīng)該不會瞎掰的,但是圍觀群眾肯定是希望看到數(shù)據(jù)來證實(shí)下更放心了。
那我們就來看幾張圖片實(shí)際了解下是否屬實(shí)了。
首先看看特斯拉電池包在過去幾年現(xiàn)場替換情況,我們可以看到其更換的百分比有了巨大的改善,其中肯定有電芯的功勞了,個(gè)人認(rèn)為主要貢獻(xiàn)應(yīng)該是電芯以外的部件,因?yàn)榇颂幍奶鎿Q應(yīng)該是電芯無法工作導(dǎo)致的。

再來看看實(shí)際數(shù)據(jù),即使是到了10萬公里,其退化還是可以控制在5%以內(nèi),但是要注意的是這是現(xiàn)有電芯的結(jié)果,新的電芯實(shí)際表現(xiàn)肯定會更好,所以特斯拉應(yīng)該沒有吹大牛才對,當(dāng)然了由于試驗(yàn)室數(shù)據(jù)和現(xiàn)場會有所差異,最終可能會比官方宣傳的差一點(diǎn)了。

上面是里程數(shù)和剩余容量,而且實(shí)際里程數(shù)和官方所說的48萬公里還有著很大的差異。那么我們就看一下特斯拉車主所提交的900組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析看看是不是那么回事。我們可以看到即使經(jīng)歷了700個(gè)以上的完全充放電,其剩余容量依然有90%,如果按照一個(gè)完全充放電行駛500公里,那么700個(gè)完全充放電可以形式35萬公里,顯然我們基于這樣的數(shù)據(jù)還是可以有信心相信特斯拉對于新電芯的聲明的。非常期待更多的廠商能夠在電芯壽命上跟進(jìn)并導(dǎo)入到更多的電動汽車上,這將會推動電動汽車市場的發(fā)展和壯大。

前面所討論的都是別人家的電芯,如果是我們家的電芯需要做相應(yīng)的評估呢?我們又需要怎么做呢。
往復(fù)雜里講就是需要在不同溫度和不同充放電循環(huán)組合下對電池剩余容量進(jìn)行建模,再基于用戶實(shí)際使用的條件來具體評估電池特定里程數(shù)或者充放電循環(huán)下的剩余壽命。
為了讓大家更容易理解,今天對上面進(jìn)行簡化處理,如果個(gè)人有興趣我們可以單獨(dú)討論更多內(nèi)容,或者企業(yè)有需要也可以找我提供相應(yīng)的解決方案。
我們今天只討論特定溫度下完全充放電電池容量的退化。
對于試驗(yàn)的部分可以放在室溫下進(jìn)行,并不一定需要放在溫箱中,從而節(jié)約成本。但是每次充放電完成后都需要記錄其容量,從而在后續(xù)進(jìn)行分析來獲得容量退化和充放電循環(huán)之間的關(guān)系。
把每次充放電循環(huán)的數(shù)據(jù)按順序記錄到Excel文件中,可以用Excel的趨勢分析功能來進(jìn)行簡單分析,Excel還提供置信度等功能選項(xiàng),這樣的分析方法非常簡單,而且不需要購買軟件。
下面就是Excel趨勢分析的界面供大家參考。

分析完成后會提供趨勢預(yù)測并提供具體的數(shù)據(jù),具體如下:

下面就是基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)畫出來的圖,這時(shí)候我們可以發(fā)現(xiàn)600個(gè)循環(huán)左右,其容量退化會發(fā)生較大的變化,如果我們試驗(yàn)只做到400個(gè)循環(huán),著時(shí)候其預(yù)測結(jié)果的精確性會較差,這是我們特別需要注意的。但是如果我們只做到650個(gè)循環(huán)就停止,其實(shí)是可以通過預(yù)測來補(bǔ)上后續(xù)的數(shù)據(jù),從而可以縮短試驗(yàn)時(shí)間,又沒有喪失試驗(yàn)精度。

如果我們想做的專業(yè)一點(diǎn)呢,這時(shí)候可以用專業(yè)的軟件來進(jìn)行回歸分析去判斷退化模型符合什么模型并具體計(jì)算模型的具體參數(shù)。
下面就是基于上面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行退化分析的結(jié)果,從圖上我可以明顯看出最符合的是一元三次方程。

下面就是軟件所計(jì)算出的一元三次方程的具體參數(shù)值,到此我們就可以獲得完整的退化模型,就來計(jì)算任意循環(huán)時(shí)的剩余容量了。

像算啥就算好了,老板這時(shí)候也難不倒你的。其實(shí)好像沒有那么神奇。
不過需要提醒的是,上面沒有考慮到溫度、不同充放電循環(huán)(未放完電就充電,有時(shí)不會完全充滿等情況)和用戶的實(shí)際載荷譜。如果想真的做好還是有很多工作需要開展,希望有更多的企業(yè)能夠在這方面深入下去建立起企業(yè)的核心競爭力并贏得市場。

來源:Mosch