2.2. Q TRÌNH PHĨNG CỦA ẮC QUY XE ĐIỆN.
Hiệp hội ắc quy tiên tiến của Mỹ (USABC) đã chuẩn bị thông tin kiểm tra ắc quy mà cung cấp hướng dẫn về thử nghiệm cho gói ắc quy điện áp đầy, các mô-đun ắc quy, và các tế bào bình ắc quy. Các quy trình kiểm tra, cung cấp quy trình và các giá trị thơng số được sử dụng để đánh giá tất cả bình ắc quy, bao gồm cả các nhà phát triển bình ắc quy và các cơ sở thử nghiệm khác.
Thử nghiệm sự biến đổi dung lượng phóng hoặc các phiên bản đơn giản hóa của chu trình lái xe đơ thị (FUDS) được phát triển bởi Cục năng lượng/Chương trình xe điện- xe lai (DOE/EHP). Chu trình kiểm tra ắc quy (BTTF) vào năm 1988 cung cấp một mơ phỏng hiệu quả q trình phóng điện phù hợp với động lực học của xe (đối với chu kỳ kiểm tra lái xe) trong phịng thí nghiệm. Một số chu trình lái đơn giản đã được sửa đổi thành chu trình lái kiểm tra thực tế trên đường (DST). DST được thu nhỏ đến một tỷ lệ phần trăm tối đa tỷ lệ công suất hay mục tiêu cơng suất USABC, và địi hỏi mức độ tái sinh cao hơn so với chu kỳ SFUDS. Bảng 2-1 Tóm tắt các giá trị năng lượng tương ứng. Giá trị công suất 100% là 80% của mục tiêu kỹ thuật cơng suất USABC. Ví dụ, cấu hình này được chia tỷ lệ 80% của 150W/kg, nó sẽ có một cơng suất đỉnh là 120 W / kg.
Bắt đầu với một ắc quy được sạc đầy, ắc quy được phóng bằng cách áp dụng chu trình cơng suất DST. Thử nghiệm phóng được tiến hành trong 360 giây được lặp đi lặp lại giữa phóng và nạp tái sinh với thời gian chuyển đổi tối thiểu. Điểm xả cuối cùng dựa trên dung lượng ắc quy được lấy ra (tổng Ah phóng- Ah tái sinh). Ngồi ra, các kiểm tra DST cung cấp cái nhìn sâu sắc vào sự thay đổi điện trở trong của ắc quy trong điều kiện mô phỏng sự chuyển động của xe điện (Ev).
Ngoài ra, để thực hiện được cách này ở điều kiện nhiệt độ trong phòng khác nhau cũng ảnh hưởng của nhiệt độ của bình ắc quy . Ta thử nghiệm nhiệt độ của bình ắc quy ở 3 nhiệt độ khác nhau như −10°C, 25°C, và 50°C
Bảng 2. 1 : Chu trình cơng suất DST.
Bước Thời gian ( s ) Tích lũy thời gian ( s ) Cơng suất xả ( %)
1 16 16 0 2 28 44 - 12.5 3 12 56 - 25 4 8 64 12.5 5 16 80 0 6 24 104 - 12.5 7 12 116 -25 8 8 124 12.5 9 16 140 0 10 24 164 - 12.5 11 12 176 - 25 12 8 184 12.5 13 16 200 0 14 36 236 - 12.5 15 8 244 - 100 16 24 268 12.5 17 8 276 25 18 32 308 - 25 19 8 316 - 50 20 44 360 0
Ngoài ra, các giá trị trở kháng có thể được tính từ I và V được thực hiện trong các
thử nghiệm DST từ bước 14 và 15. Điện áp kết thúc thử nghiệm DST khi điện áp ắc quy đạt đến 9 volt.
Hình 2.4: Chu trình kiểm tra q trình phóng ắc quy mơ phỏng lại chu trình lái của xe.
2.1.1. Sự tự phóng.
Khi khơng được sử dụng, ắc quy thể hiện các mức độ tự phóng khác nhau theo thời gian. Đặc điểm này khiến cho năng lượng tích lũy trong ắc quy bị tiêu hao. Tỉ lệ tự phóng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, phần lớn là nhiệt độ, nhiệt độ ắc quy càng cao thì tỉ lệ tự phóng càng lớn. Năng lượng tổn thất bởi sự tự phóng của ắc quy, ESD được thể hiện trong tỉ lệ mỗi 24h:
ESD = αSD.EbNorm (2.9) Với: αSD là hệ số tự phóng trong 24h.
2.2.2. Dung lượng của ắc quy VLRA.
Ngun nhân chính của các gói ắc quy hỏng là do việc phóng và nạp lặp đi lặp lại các tế bào không đều. Cả hai việc nạp và phóng của ắc quy phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Do có sự chênh lệch về nhiệt độ trên các cạnh bên ngồi của các gói ắc quy và bên trong của gói ắc quy. Nhiệt độ trên các cạnh bên ngồi của gói ắc quy thấp hơn nhiệt độ ở bên trong của các gói ắc quy. Do có sự khác nhau về nhiệt độ nên có một sự thay đổi tương ứng dung lượng phóng của ắc quy.
Hình 2.5: Biến đổi dung lượng của ắc quy với nhiệt độ.
Các gói ắc quy có điểm cắt thường được xác định bởi một điện áp tổng gói ắc
quy. Điện áp gói này liện quan tới một dịng điện cụ thể. Khi ắc quy phóng điện, các ắc quy đơn có nhiệt độ thấp thì có dung lượng thấp hơn dung lượng của các ắc quy đơn có nhiệt độ cao. Trong q trình phóng, dung lượng của ắc quy đơn có nhiệt độ thấp nhất có thể giảm xuống đủ để bắt nó phân cực đảo chiều và được nạp lại từ những ắc quy có dung lương cao hơn trong cùng một gói, trong khi các ắc quy khác trong gói vẫn
được phóng bình thường. Dần dần các q trình trên được lặp đi lặp lại sẽ làm giảm tuổi thọ của ắc quy.
Dung lượng thực của từng tế bào ắc quy được tính tốn như sau
CT = C30 × [1 + 0,008 × (T-30)] (2.10 ) Với T là nhiệt độ tính theo oF
C30 là dung lượng của ắc quy tại dịng phóng 30A