充电机直流母线上的纹波会影响电池寿命吗?

2018-9-21 12:31 617 4 4 分类: 汽车电子 文集: 汽车电子

2018-09-13

这个问题,是国康问题的,我回家准备把这个问题稍微详细一些展开。从原则上来说,这个问题“Does the current ripple influences the lifetime of the battery?”其实还是比较平常的。

在群里还有兄弟提了以下的假设

电机驱动器对电池的电流倒灌对电池的影响超过充电对电池的影响。电动汽车中的电机驱动器对电池的电流倒灌分三个方面,一是电机状态转换时,比如突然停车等;二是电机磁场控制时,现在的控制算法是FOC的力矩控制模式,当电流或者磁场矢量突变时;三是每一个开关周期,此时直流母线上是一个震荡电流,负载越轻,震荡越大。 电池的分布参数,与驱动器中一些高频成分引起的共振会超过高频成分本身。

电池是一个不同SOC和频率存在较大响应差异的,纹波的迭代主要在频率响应上对电池产生影响。

这个频率响应的过程也确实值得思考

我初步找了两个数据源来提供这个影响:

1)短期内无影响(电池系统层面的测试)

Sven De Breucker在《Impact of Current Ripple on Li-ion Battery Ageing 》一文中,做了一些实验和测试。这个实验是基于4个月的短期实验来做的

这项研究主要对DC-DC转换器的纹波电流和锂离子电池的老化影响,使用两个双向构建的dc-dc转换器连接到两个相同的12 kWh / 28 kW锂离子电池。

两个电池组一个经受较高得纹波电流,一个几乎没有。在每个月结束时

月通过HPPC测试来测量电池得参数情况。

做下来影响基本不大

2)长期影响也不大(Twelve prismatic 28 Ah Li-ion cells with NCM111)

ALEXANDER BESSMAN在《Interactions between battery and power electronics in an electric vehicle drivetrain》里面做了一些实验

这个实验经历了一年的测试周期,大约2000次循环,大约损失了原始容量的约20%。容量衰减量与是否叠加纹波电流(交流频率)无关

小结:在这个层面来看,充电机在选择GAN的器件,在选用可能产生更高频率的纹波的情况下,不会对电芯产生寿命层面的影响,还是会加速发展的
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