聲明：本文引用的實驗測試數據已經獲得Certmap Systems公司的許可
，這些數據是首次在國內披露，包括：電池係統循環壽命測試和車輛實際工況測試。

 

 

 

本文引用的測試數據是對主動均衡技術的客觀描述，並非否定其它現有的電池類型方案以及其它類型的電池成組方案。

　　

　　

“電池係統能耗測試”項目是Certmap Systems與中科院深圳市先進技術研究院電動汽車動力實驗室共同完成的
，測試方法參照《GB-T18386-2005能量消耗率和續駛裏程試驗方法》（見附件）及《附錄A實驗性行駛工況》,測試條件：模擬“市區+市郊”工況
，充電截止電壓4.2V，放電截止電壓3.0V。

 

圖1 電池係統電能輸入效率測試

　　

圖1中
，關閉主動均衡控製的160次循環測試中，前20次的輸入效率保持在95%以上，一個非常平穩的輸入效率，這就是“首20次循環現象”；在20次以後的測試中，電池係統的輸入效率隨充放電次數下降（充電和放電條件不變），在第40次時，約為90%，在第70次時，約為80%
，在100次時

，已經降到70%，而在第160次時，約為55%。

　　

開啟主動均衡控製後（均衡電流為25%

，電池係統相同）
，從第160到180次（合計20次循環）

，輸入效率恢複到85%-95%之間。

　　

以上測試說明：

　　

a 無主動均衡管理的電池係統
，其輸入效率隨著充放電次數衰減；有主動均衡控製的電池係統，其輸入效率可以保持在一個非常穩定的高效的區間。

　　

b 有you主zhu動dong均jun衡heng管guan理li的de電dian池chi係xi統tong，電dian池chi一yi致zhi性xing劣lie化hua被bei可ke靠kao地di控kong製zhi，所suo以yi

，電dian池chi係xi統tong的de輸shu入ru效xiao率lv非fei常chang高gao，這zhe意yi味wei著zhe，充chong入ru的de電dian能neng也ye更geng多duo，毫hao無wu疑yi問wen，實shi際ji續xu航hang裏li程cheng也ye最zui遠yuan。

　　

c 均衡電流足夠大時
，一致性劣化可以被控製。

 

 

圖2 普通乘用車

　　

乘用車測試參考數據：

　　

均衡電流：標稱電流的25%

整備質量：1450KG

測試條件：乘員兩人及關閉空調

充電方式：車載3.3KW充電機

標稱容量：30KWH（標稱電壓296V，標稱電流104A）

充電效率：約82%-87%（充電截止電壓4.2V

，放電截止電壓3.3V）

城市道路實際測試：

 

圖3 小型麵包車

　　

平均能耗為13-14KWH/每百公裏（約7.14-7.69KM/KWH）

實際續航裏程170-180KM。

　　

物流車測試參考數據：

　　

均衡電流：標稱電流的25%

整備質量：1340KG

測試條件：乘員兩人及關閉空調：

充電方式：車載3.3KW充電機

標稱容量：38KWH（標稱電壓326V
，標稱電流116A）

充電效率：約85%-95%（充電截止電壓4.2V，放電截止電壓3.3V）。

在車廠環道的實際測試：

平均能耗為14-15KWH/每百公裏（約6.66-7.14KM/KWH）

實際續航裏程220-240KM.

 

　　

在電池成組技術中，電池一致性的問題一直無法解決，傳統方法有：采用被動均衡、選擇高度一致性電池、淺充及淺放等，這些都無法解決電池係統在充放電過程中一致性劣化的問題。

　　

見圖1，在電池係統輸入效率循環測試中（采用“市區+郊區”循環）
，shuruxiaolvchixushuaijiandequshishifeichangmingxiande，yuanyinshidianchiyizhixingliehuachixubianda，biaoxianweishuruxiaolvchixujiangdi，zhegexunhuanceshijielunyanzhenglerenmenduidiandongqicheshijixuhanglichengdepubianrenzhi，jixuhangshuaijianshibiran。

　　

由此不難理解，國外車廠為什麼要選擇一致性最好而且能量密度高的三元電池，因為這是現有技術條件下唯一可行的方法。

　　

　　

shishishang
，dangjindedianchicailiaokuaisufazhan

，dianchidantidenengliangmiduheanquanxingbuduantigao，diandongqichepeizhidedianchixitongrongliangyezaibuduantigao，zhexiegaibiangeitishengxuhanglichengdailailewuxiandexiangxiang
，dangxuhanglichengdadao300KM以上，及電池價格降到的電動汽車將可以和傳統汽車競爭。的技術快速一個理想化的解決方案
，各國研究人員主動均衡技術一直

　　

　　

主動均衡技術的原理非常清楚，技術的難點是如何實現電能在電池之間進行轉移
，特別在超過100級串聯的電池包裏進行電能轉移是難以想象的，現有的載能器件（比如：電容、電感、DC/DC方案）因為體積
、連接、控製等因素，無法實現主動均衡技術的產品化。

　　

就理想的主動均衡技術而言，實現能量轉移的控製方法是主動均衡技術的關鍵
，或者說，主動均衡技術是控製係統領域的問題。

　　

　　

到目前為止
，國產電動汽車的實際續航裏程難以達到250KM以上（一次充滿電）
，同時
，實際續航裏程又具有持續衰減的特點
，這就是“裏程焦慮”現象。而續航衰減是一個非常困擾車廠和用戶的問題。

　　

對dui於yu電dian動dong汽qi車che用yong戶hu來lai說shuo，實shi際ji續xu航hang裏li程cheng真zhen實shi可ke信xin以yi及ji續xu航hang裏li程cheng保bao持chi穩wen定ding是shi最zui重zhong要yao的de兩liang個ge指zhi標biao，顯xian然ran，電dian動dong汽qi車che還hai不bu能neng達da到dao這zhe些xie基ji本ben要yao求qiu。

　　

電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)標(biao)稱(cheng)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)和(he)用(yong)戶(hu)實(shi)際(ji)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)是(shi)有(you)著(zhe)非(fei)常(chang)大(da)的(de)差(cha)距(ju)，而(er)且(qie)實(shi)際(ji)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)又(you)具(ju)有(you)持(chi)續(xu)衰(shuai)減(jian)的(de)明(ming)顯(xian)特(te)點(dian)，顯(xian)然(ran)，這(zhe)樣(yang)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)是(shi)非(fei)常(chang)糟(zao)糕(gao)的(de)。

　　

zheshiyigechangjiandexianxiang
，chechangzhigongbubiaochengxuhanglicheng，eryonghuzhinengtiyandaoshijixuhanglicheng，yonghubingbuxiangxinchechangdeshuju。yinmanhuozhekeyixubiaoxuhanglichengshujujiangmianlinzhejidadefalvfengxian，guowaidazhonghesanlingde“排放門”事件就是前車之鑒。那麼

，國內情況如何？看看國內車主論壇或維權圈，關於續航裏程虛標和衰減永遠是被詬病的話題。

　　

　　

解(jie)決(jue)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)衰(shuai)減(jian)的(de)方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)，電(dian)池(chi)廠(chang)商(shang)需(xu)要(yao)提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)的(de)性(xing)能(neng)，特(te)別(bie)在(zai)電(dian)池(chi)單(dan)體(ti)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)和(he)循(xun)環(huan)次(ci)數(shu)方(fang)麵(mian)。令(ling)人(ren)鼓(gu)舞(wu)的(de)是(shi)，三(san)元(yuan)類(lei)電(dian)池(chi)的(de)性(xing)能(neng)已(yi)經(jing)得(de)到(dao)了(le)極(ji)大(da)的(de)提(ti)升(sheng)，這(zhe)給(gei)解(jie)決(jue)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)衰(shuai)減(jian)的(de)問(wen)題(ti)帶(dai)來(lai)希(xi)望(wang)。

　　

現實中，電池單體的性能不等於電池係統的性能
，所以，電池單體性能的提升並沒有帶來電池係統性能的提升。

　　

由(you)於(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)主(zhu)動(dong)均(jun)衡(heng)技(ji)術(shu)在(zai)均(jun)衡(heng)電(dian)流(liu)和(he)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)上(shang)沒(mei)有(you)取(qu)得(de)任(ren)何(he)技(ji)術(shu)突(tu)破(po)，實(shi)際(ji)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)明(ming)顯(xian)提(ti)升(sheng)
，續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)衰(shuai)減(jian)還(hai)是(shi)最(zui)大(da)的(de)問(wen)題(ti)。

　　

續航裏程衰減是因為電池係統輸入效率持續降低

，而輸入效率降低是因為電池成組後，電池的一致性持續劣化，也就是“木桶的短板效應被不斷放大”，這才是衰減的原因。

　　

womenrenwei，jiyudadianliuzhudongjunhengjishujiejuefangankeyiweiquanqiudiandongqichechangshangtigongyigequanxindedianchichengzufangfa，zhejiangconggenbenshangjiejuediandongqicheshijixuhanglichengchixushuaijiandewenti。

　　

　　

A 均衡電流足夠大

　　

均衡電流可以達到動力回路額定電流的20%以上（比如：乘用車的電池係統容量為40度電時，標稱的電流為120A時，均衡電流可以被設計到24A以上）
，在(zai)電(dian)池(chi)單(dan)體(ti)的(de)循(xun)環(huan)次(ci)數(shu)內(內)，電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)衰(shuai)減(jian)被(bei)控(kong)製(zhi)，表(biao)現(xian)為(wei)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)的(de)效(xiao)率(lv)保(bao)持(chi)在(zai)一(yi)個(ge)沿(yan)著(zhe)窄(zhai)幅(fu)波(bo)動(dong)的(de)水(shui)平(ping)曲(qu)線(xian)，電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)能(neng)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)能(neng)是(shi)一(yi)個(ge)明(ming)確(que)的(de)度(du)數(shu)範(fan)圍(wei)內(nei)
，所(suo)以(yi)，續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)可(ke)以(yi)被(bei)預(yu)測(ce)。

　　

B 在充電和放電過程中進行均衡管理

　　

越早介入均衡管理，越能控製電池係統的一致性
；特別是在放電過程中，由於輸出電流劇烈變化（這是導致一致性劣化的最主要的因素）
，放電過程的均衡管理是控製一致性失控的最主要的階段。

　　

C 電池模組標準化結構

　　

標準化的電池模組結構具有可擴充的特點，使電池係統的設計具有更大的彈性，可以大規模生產，標準化還可以降低生產成本


；采用標準電芯（比如18650）的設計方案
，可以更方便挑選電芯品牌和型號
，這都大大提高了電池係統的通用性，也降低了電池係統的生產成本。