2  12V鋰離子低壓蓄電池的應(yīng)用研究
    2.1研究?jī)?nèi)容
    12V/60Ah鉛酸蓄電池是目前電動(dòng)汽車常用的低壓電源，本文將IFR 32650型磷酸鐵鋰鋰離子蓄電池（深圳沃特瑪電池有限公司）與55D23LX MF型鉛酸蓄電池（駱駝集團(tuán)股份有限公司）的性能進(jìn)行比較分析，主要內(nèi)容包括擱置時(shí)間分析、充放電性能測(cè)試、整車搭載測(cè)試和低溫整車模擬測(cè)試，兩類電池的相關(guān)參數(shù)見表2。

    2.2測(cè)試樣車及設(shè)備
    北汽新能源公司某一型號(hào)純電動(dòng)汽車，DC-DC輸出電壓14V，輸出功率2 kW; BTS60300C2N型電池充放電測(cè)試系統(tǒng)（寧波拜特測(cè)控技術(shù)有限公司）；HLT702P型高低溫試驗(yàn)箱（重慶哈丁科技有限公司）；鉗形電流表（美國(guó)FLUKE 376）。

    2.3測(cè)試分析結(jié)果
    2.3.1擱置時(shí)間分析
    樣車整車靜態(tài)電流為21 mA，對(duì)于12V/60Ah鉛酸蓄電池，由于鉛酸蓄電池放電深度對(duì)電池壽命影響較大，因此一般要求鉛酸蓄電池放電深度不高于50%，擱置過程中鉛酸蓄電池的可用容量為30Ah ，可擱置的時(shí)間約為60天。對(duì)于12V/30Ah鋰離子蓄電池，放電深度可以達(dá)到90％以上，擱置過程中的可用容量以27Ah計(jì)算，可擱置的時(shí)間約為54天，與鉛酸蓄電池相差不大，并且也可以滿足擱置時(shí)間設(shè)計(jì)要求。
2.3.2充放電性能測(cè)試
    25℃下，采用充放電測(cè)試儀對(duì)12V/30Ah鋰離子蓄電池和12V/60Ah鉛酸蓄電池在不同充放電倍率下的充放電性能進(jìn)行測(cè)試，充放電電壓范圍為10～14.6V，結(jié)果如圖1～圖2所示。
從圖1可以看出，在0.2C充放電倍率下，鋰離子電池的充電容量為30.74Ah，放電容量為31.55Ah，充放電容量效率為102.6%。在1C充放電倍率下，其充電容量為31.16Ah，放電容量為31.08Ah充放電容量效率為99.7%。

    而從圖2可以看到，在0.2C充放電倍率下，鉛酸電池的充電容量為44.64Ah，放電容量為46.37Ah，充放電容量效率為103.9%，同時(shí)在1C充放電倍率下，鉛酸電池的充電容量為30.94Ah，放電容量為29.21Ah，充放電容量效率為94.4%。不難發(fā)現(xiàn)，12V/30Ah鋰離子電池的倍率充放電特性要優(yōu)于12V/60Ah鉛酸蓄電池，特別是在較大倍率充放電的情況下（1C），前者的充放電容量高于100％的額定容量，而后者的充放電容量只有額定容量的50％左右。

    2.3.3整車搭載測(cè)試
    在整車行駛過程中，DC-DC工作并給低壓蓄電池充電，蓄電池的充電能力直接影響到停車后蓄電池的保有容量，進(jìn)而會(huì)影響整車的擱置時(shí)間。另外，用戶在停車等待時(shí)，會(huì)經(jīng)常使用ACC檔，此時(shí)低壓蓄電池需給低壓用電器供電，蓄電池的放電能力直接決定了用戶可停車等待的時(shí)間，若該時(shí)間過短，將導(dǎo)致整車無法正常啟動(dòng)。下面就以整車為搭載，對(duì)12V/30Ah鋰離子電池和12V/60Ah鉛酸蓄電池的充放電能力進(jìn)行測(cè)試分析。
    1）行駛過程低壓蓄電池充電測(cè)試。25℃下，將12V/30Ah鋰離子電池完全放電（0.050放電至電池電壓達(dá)到10V），并搭載于北汽新能源公司某一型號(hào)純電動(dòng)汽車上，整車60 km/h等速行駛（環(huán)境溫度35℃）， DC-DC正常工作（輸出電壓為14V，輸出功率為2 kW），動(dòng)力電池的SOC由100％放電至10％時(shí)結(jié)束行駛，用鉗形電流表記錄行駛過程中12V/30Ah鋰離子電池的充電電流變化（每隔30s采集一次數(shù)據(jù)）。從圖3a可以看出，車輛開始行駛時(shí)電池的充電電流最大，達(dá)到75A，隨著車輛的運(yùn)行，充電電流逐漸減小，直到最后趨于平穩(wěn)，為5A左右。行駛結(jié)束后（行駛結(jié)束時(shí)動(dòng)力電池SOC為10%，行駛時(shí)間為140 min），對(duì)充電后的低壓鋰離子電池以0.2C電流進(jìn)行放電，結(jié)果如圖4a所示?？梢钥闯?，12V/30Ah鋰離子電池的放電容量為16.56Ah ，是額定容量的55.2%。



    將12V/60Ah鉛酸電池完全放電（25℃下0.05C放電至電池電壓達(dá)到10V），再在同樣的測(cè)試條件下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與鋰離子電池的測(cè)試結(jié)果類似。從圖3b可以看出，車輛開始行駛時(shí)電池的充電電流最大，達(dá)到76A，隨著車輛的運(yùn)行，充電電流逐漸減小，直到最后趨于平穩(wěn)，為5.3A左右。行駛結(jié)束后（行駛結(jié)束時(shí)動(dòng)力電池SOC為13%，行駛時(shí)間為140 min），對(duì)充電后的鉛酸電池以0.2C電流進(jìn)行放電，結(jié)果如圖4b所示?？梢钥闯?，12V/60Ah鉛酸電池的放電容量為29.17Ah，是額定容量的48.6%。由此看來，在常溫整車行駛的條件下，12V/30Ah鋰離子電池與12V/60Ah鉛酸電池的充電能力差異不大。

    2）ACC檔低壓蓄電池放電測(cè)試。25℃下，將12V/30Ah鋰離子電池或12V/60Ah鉛酸電池完全充滿電（0.05C充電至電池電壓達(dá)到14.6V），并搭載于北汽新能源公司某一型號(hào)純電動(dòng)汽車上（環(huán)境溫度35℃），同時(shí)在ACC檔打開常用低壓用電器（遠(yuǎn)近光燈和霧燈等），當(dāng)電池電壓降至10v時(shí)停止測(cè)試，測(cè)試其工作電流和工作時(shí)間，結(jié)果如表3所示?？梢钥闯?，當(dāng)?shù)蛪河秒娖麟娏鳛?0～28A時(shí)，12V/30Ah鋰離子電池和12V/60Ah鉛酸蓄電池在ACC檔下的常溫放電時(shí)間都長(zhǎng)于1h，基本可以滿足用戶的正常使用需求。