降低电池组容量衰减的速度 延长电池组的循环使用寿命

基金项目：国家“63”计划资助项目（2003AA501350）和中央高校基本科研业务费资助项目（CDXS11151156）。：胡银全（1978-），男，博士。E-mal：hyql61tom.com别电池容量衰减过快的问题，有利于电池组的有效使用，减缓了电池组容量衰减的速度，延长了电池组的循环使用寿命。

1电池充放电机理及自放电分析1.1电池充放电机理磷酸铁锂正极材料具有规则的橄榄石型结构，对磷酸铁锂电池的结构和特性进行了大量研究。磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，充放电过程中结构稳定。在充放电过程中，聚合物隔膜将正极与负极隔开，电子不能通过而锂离子可以通过。其充放电反应机理为从式（1）、式（2）可以看出，其充放电反应是在LFePODFeP04两相之间进行。充电过程中，锂离子从UFeP04中脱出通过隔膜向负极迁移，正极形成FeP04相；放电过程中，锂离子从负极脱出通过隔膜向正极迁移嵌入FeP04中形成UFeP04.由于充放电过程中铁氧配位关系变化很小，所以在脱嵌锂过程中虽然存在物相变化，但是没有影响其电化学性能的体积效应产生。

电池自放电分析电池的自放电是指电池在未使用状态下，电池容量自然损失的现象。通常情况下，电池的自放电程度主要受正极材料、电池的制作工艺、电解液性质、温度和时间等因素影响。自放电使电池损失一部分容量，不同类型的电池自放电过程不同。电池自放电受温度影响较大，且受电池荷电状态影响较大。如果负极处于充足电的状态而正极发生自放电，电池内容量平衡被破坏，将导致永久性的容量损失。长时间或经常自放电时，锂有可能沉积在碳上，增大两极间容量的不平衡程度。在实际应用中，电池自放电还包括电池管理系统所消耗的容量。

2.是电池组车载放电。单节电池检测模块分别对每一节电池电压、温度进行检测；触摸屏模块对电池组总电压、总电流进行检测，并对电池组的充电过程进行控制。低电压电动汽车每组电池的电池数为16节，串联在一起，总电压约触摸屏模块检测电池组总电压、总电流，并在触摸屏模块上把电池组总电压、总电流、单节电池电压、温度等重要信息实时显示出来。触摸屏模块同时通过CAN总线与充电机、均衡模块和电机控制器进行通信，对动力电池组的充放电过程进行监测和控制，是管理系统的核心。

磷酸铁锂动力电池组充电过程如下：开始阶段，充电机对磷酸铁锂动力电池组进行串联充电，单节电池检测模块对单节电池电压、温度进行检测，将检测结果通过CAN通信送给触摸屏微处理器，触摸屏微处理器监测、控制串联充电过程。按照单节电池电压控制串联充电的方式充电，当串联充电结束时，触摸屏模块检测到某节或某几节电池SOC较低，需要启动均衡模块时，触摸屏发出信号，启动对应电池的均衡模块。当均衡充电模块完成对各单节电池的均衡充电后，均衡充电模块停止工作，触摸屏微处理器显示电池组充电完成。

通过磷酸铁锂动力电池组充电实验验证，均衡充电模块能很好地对电池组中各单节电池进行均衡充电，通过电池组均衡充电装置，能使电池组中各单节电池都充满电量。

4结语通过对电池组不可逆容量损耗和可逆容量损耗的分析，设计了一种带有均衡装置的适合车载动力电池的管理系统。此电池管理系统采用低功耗电池检测模块对单体电池电压、温度等信息进行检测，触摸屏模块采用低功耗设计，在待机状态下，自动进入低功耗模式。电池均衡模块只有在触摸屏模块发出指令时才工作，降低了电池组的能量损耗。电池管理系统对电池组的充放电过程进行监测和控制，避免电池过充、过放、过温、大电流等对电池造成损坏，使电池都能充满电，有利于电池组的有效使用，延长了电池组的循环使用寿命。