3 仿真结果
本文选取两只AGM蓄电池进行工况仿真。为进一步验证两只蓄电池的一致性,将两只蓄电池串联起来进行仿真。
3.1模拟常温时的仿真结果
图1为模拟常温(25 ℃)实车工况充放电试验一行车不开启电负载过程第1和第80个循环;图2为模拟常温实车工况充放电试验一行车开启电负载过程第1和第40个循环;图3为模拟常温时10A充电3h;图4为模拟常温驻车供电。
由图1至图4可以看出,在常温(25℃)工况中,经受表1、表2,表3的循环3次,试验过程中,在大功率7.14 kW放电时,电池电压瞬间降低,直到降低至21.775 V,此时电流达到-300 A。
3.2模拟低温时的仿真结果
图5为模拟低温(-41℃)实车工况充放电试验一行车不开启电负载过程第1和第80个循环;图6为模拟低温实车工况充放电试验一行车开启电负载过程第1和第40个循环;图7为模拟低温驻车供电;图8为模拟低温时10A充电3h。
低温(-41℃)工况中,经受表1、表2、表3的循环1次,在大功率放电条件下,电池电压骤降直至接近0V,此时电压达到设备的保护值300 A,但电池仍能完成整个工况。试验结束后,蓄电池仍能正常工作。
图9为模拟高温(50℃)实车工况充放电试验-行车不开启电负载过程第1和第80个循环;图10为模拟高温实车工况充放电试验一行车开启电负载过程第1和第40个循环;图11为模拟高温驻车供电(25℃ );图12为模拟高温时10A充电3 h。
高温(50℃)工况中,经受表1、表2、表3的循环1次,在大功率放电条件下,电池电压瞬间降低,直到降低至21.715 V,此时电流达到设备的限值-300 A,故此时已恒流300 A放电。
4 AGM蓄电池的进一步探究
那么,为什么AGM蓄电池拥有更好性能特点呢?
1) AGM比同样尺寸的富液电池具有相对高的冷起动性能。因为富液电池在寿命过程中水耗非常大,富液电池在极板上方必须有电解液的存储空间。所以,在富液电池中,不是所有的空间都可以用于极板,从而导致极板高度的降低。
AGM电池由于内部氧重组,寿命过程中水损耗极小,因此,不需要在极板上方留下空间,从而可以提高极板高度,由于极板表面积加大,相对同样尺寸和极板数的富液电池就有更高的冷起动性能。
2) AGM比同样尺寸的富液电池具有较长的寿极板表面和隔板基厚必须给酸提供空间;隔板表面的板筋保证了极板和隔板之间的自由空间和距离;由于电化学反应和振动,活性物质在电池寿命中会脱落。活性物质脱落是导致电池老化的一个主要原因。实际应用中会发生酸分层,产生浓度差,加大自放电,影响电池性能。AGM电池,硫酸吸附在纤维中,因此,极板表面不需要自由区域。AGM隔板直接并均匀地挤压在极板活性物质上,同时保证活性物质紧固在纤维垫中间;酸在玻璃纤维隔板中的毛细作用,会在一定程度上克服浓酸的重力作用,减轻酸分层。
5 结论
综上所述,以上工况涵盖了车载蓄电池频繁进行大电流放电性能、正常供电性能、充电接受能力等重要性能。在各个温度下均能完成仿真测试,说明该AGM电池能满足起停功能的需求。反之,利用该工况,亦可验证AGM电池的性能。
注:充电接受能力是指在规定的充电电压、电流条件下,单位时间内电池所接受的充人量。即达到马斯理论的理想状态,由此得到的电流曲线即为马斯理想充电曲线,此时电流满足以下公式:i(t)=Iae-at。公式中:Io为最大初始电流;a为电流衰减指数,又称为充电接受率。