针对电池组安全性系统的研究
特殊电池体系 EV电池组耐电、机械滥用的安全性要求与所有种类HEV电池组相同。HEV电池组安全性要求和滥用试验规程目前已经更新。另外,USABC还开发了电池损伤模式和降低风险分析方法,锂电池厂商基于国际自动化协会通常使用的失效模式与影响因素分析( FMEA)方法开发的。遵照这种电池组安全性系统研究方法,对电池组、控制系统以及电池组与车辆的集成设计非常重要。
HEV电池的车辆集成与EV电池一样,车辆集成也是HEV电池的关键技术。HEV电池的功率、能量、体积与HEV型号及设计密切相关。对于HEV而言,一般采用小型轻量电池组,但考虑到ICE动力传输系统的体积和质量,降低电池组体积及质量依然极具挑战性。尤其是在将传统ICE车开发成HEV车形式时,通常希望可以为电池找到既能满足要求,又易于安装的合适位置,以避免车辆发生碰撞时产生安全问题以及暴露于水、高温等环境影响。
电池网电气化程度较低的HEV电池对热管理的要求不太苛刻,微型混合电动车一般采用铅酸电池,而且只是被动地自然散热。Ni/MH电池驱动的轻型混合电动车一般采取强制风冷,通常只是利用驾驶舱内的空气以保证乘客舒适;采用太型电池组的重型混合电动车要具备很强的散热能力,要通过详细的热模型设计保证电池组内温度的均匀一致性。
福特Escape采用专用HVAC系统,锂电池厂商成功控制风冷热管理系统的进口温度。因此,如果电池组内电池温度在要求的范围内均匀一致,可大大提高HEV Ni/MH电池的寿命。PHEV采用大型HEV电池组,热管理极具挑战性,其体积、能量、容量、散热等需求与EV相似。保持大型电池组在推荐的温度范围内工作非常困难,更困难的是保持电池组内单体电池温度的一致性。
特别是在不对称大型电池组设计中,液体冷却方案可显示明显优势。Chevy Volt PHEV的T形电池组采用了此种方法,HEV电池电控系统取决于HEV类型,但一般来说比EV复杂,电池组、电池模块、单体电池电压都要被监测。与EV电池相比,保持HEV电池组工作在合适的电压范围内更重要,因为HEV电池组需要大电流充放电。助力型HEV电池的充放电速率通常比EV电池高一个数量级。因此,HEV电池的电能过度使用程度比EV电池高出一个数量级。尤其是对于高能量密度的锂离子电池,其耐过充电能力差。在这种情况下,HEV用锂离子电池组必须集成单体电池监测以及平衡电路,通常电池模块和电池组都要具备电控系统。


