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2 12V锂离子低压蓄电池的应用研究
2.1研究内容
12V/60Ah铅酸蓄电池是目前电动汽车常用的低压电源，本文将IFR 32650型磷酸铁锂锂离子蓄电池（深圳沃特玛电池有限公司）与55D23LX MF型铅酸蓄电池（骆驼集团股份有限公司）的性能进行比较分析，主要内容包括搁置时间分析、充放电性能测试、整车搭载测试和低温整车模拟测试，两类电池的相关参数见表2。
2.2测试样车及设备
北汽新能源公司某一型号纯电动汽车，DC-DC输出电压14V，输出功率2 kW; BTS60300C2N型电池充放电测试系统（宁波拜特测控技术有限公司）；HLT702P型高低温试验箱（重庆哈丁科技有限公司）；钳形电流表（美国FLUKE 376）。
2.3测试分析结果
2.3.1搁置时间分析
样车整车静态电流为21 mA，对于12V/60Ah铅酸蓄电池，由于铅酸蓄电池放电深度对电池寿命影响较大，因此一般要求铅酸蓄电池放电深度不高于50%，搁置过程中铅酸蓄电池的可用容量为30Ah ，可搁置的时间约为60天。对于12V/30Ah锂离子蓄电池，放电深度可以达到90％以上，搁置过程中的可用容量以27Ah计算，可搁置的时间约为54天，与铅酸蓄电池相差不大，并且也可以满足搁置时间设计要求。
2.3.2充放电性能测试
25℃下，采用充放电测试仪对12V/30Ah锂离子蓄电池和12V/60Ah铅酸蓄电池在不同充放电倍率下的充放电性能进行测试，充放电电压范围为10～14.6V，结果如图1～图2所示。
从图1可以看出，在0.2C充放电倍率下，锂离子电池的充电容量为30.74Ah，放电容量为31.55Ah，充放电容量效率为102.6%。在1C充放电倍率下，其充电容量为31.16Ah，放电容量为31.08Ah充放电容量效率为99.7%。
而从图2可以看到，在0.2C充放电倍率下，铅酸电池的充电容量为44.64Ah，放电容量为46.37Ah，充放电容量效率为103.9%，同时在1C充放电倍率下，铅酸电池的充电容量为30.94Ah，放电容量为29.21Ah，充放电容量效率为94.4%。不难发现，12V/30Ah锂离子电池的倍率充放电特性要优于12V/60Ah铅酸蓄电池，特别是在较大倍率充放电的情况下（1C），前者的充放电容量高于100％的额定容量，而后者的充放电容量只有额定容量的50％左右。
2.3.3整车搭载测试
在整车行驶过程中，DC-DC工作并给低压蓄电池充电，蓄电池的充电能力直接影响到停车后蓄电池的保有容量，进而会影响整车的搁置时间。另外，用户在停车等待时，会经常使用ACC档，此时低压蓄电池需给低压用电器供电，蓄电池的放电能力直接决定了用户可停车等待的时间，若该时间过短，将导致整车无法正常启动。下面就以整车为搭载，对12V/30Ah锂离子电池和12V/60Ah铅酸蓄电池的充放电能力进行测试分析。
1）行驶过程低压蓄电池充电测试。25℃下，将12V/30Ah锂离子电池完全放电（0.050放电至电池电压达到10V），并搭载于北汽新能源公司某一型号纯电动汽车上，整车60 km/h等速行驶（环境温度35℃）， DC-DC正常工作（输出电压为14V，输出功率为2 kW），动力电池的SOC由100％放电至10％时结束行驶，用钳形电流表记录行驶过程中12V/30Ah锂离子电池的充电电流变化（每隔30s采集一次数据）。从图3a可以看出，车辆开始行驶时电池的充电电流最大，达到75A，随着车辆的运行，充电电流逐渐减小，直到最后趋于平稳，为5A左右。行驶结束后（行驶结束时动力电池SOC为10%，行驶时间为140 min），对充电后的低压锂离子电池以0.2C电流进行放电，结果如图4a所示。可以看出，12V/30Ah锂离子电池的放电容量为16.56Ah ，是额定容量的55.2%。
将12V/60Ah铅酸电池完全放电（25℃下0.05C放电至电池电压达到10V），再在同样的测试条件下进行试验，试验结果与锂离子电池的测试结果类似。从图3b可以看出，车辆开始行驶时电池的充电电流最大，达到76A，随着车辆的运行，充电电流逐渐减小，直到最后趋于平稳，为5.3A左右。行驶结束后（行驶结束时动力电池SOC为13%，行驶时间为140 min），对充电后的铅酸电池以0.2C电流进行放电，结果如图4b所示。可以看出，12V/60Ah铅酸电池的放电容量为29.17Ah，是额定容量的48.6%。由此看来，在常温整车行驶的条件下，12V/30Ah锂离子电池与12V/60Ah铅酸电池的充电能力差异不大。
2）ACC档低压蓄电池放电测试。25℃下，将12V/30Ah锂离子电池或12V/60Ah铅酸电池完全充满电（0.05C充电至电池电压达到14.6V），并搭载于北汽新能源公司某一型号纯电动汽车上（环境温度35℃），同时在ACC档打开常用低压用电器（远近光灯和雾灯等），当电池电压降至10v时停止测试，测试其工作电流和工作时间，结果如表3所示。可以看出，当低压用电器电流为20～28A时，12V/30Ah锂离子电池和12V/60Ah铅酸蓄电池在ACC档下的常温放电时间都长于1h，基本可以满足用户的正常使用需求。
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