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1、本科毕业设计（论文）论文题目：新能源汽车电池充电效率和安全性的分析摘要随着环境保护意识的不断提高，近年来新能源汽车有了飞速的发展，电池是新能源汽车的重要部件。新能源汽车电池的充电效率和安全性是影响其性能和使用寿命的重要因素。文章对目前市面上的新能源汽车的充电效率和安全性进行分析。首先，本文先介绍了市面上用的三元锂电池和磷酸铁锂电池的充电原理，分析其二者各自的优势与缺陷，再从充电技术和影响充电效率的因素方面进行分析，随机挑选不同价位不同车型的新能源汽车，对照各自官方给定的参数进行模拟实验分析，并对慢充下的充电的效率进行排序；同时进行两处不同功率的新能源充电站进行实地调研，采集可使用数据三十组，并
2、对这些数据加以分析，验证充电时的影响因素；最后，针对电池的安全性问题，本文分析了在充电情况下存在安全隐患和电池本身可能存在的问题，争对电池老化问题，结合调研进行分析，并给出一些缓解电池老化的建议，同时对比“刀片电池”在安全性方面的优势，最后进行案例分析，得出事故发生的原因。关键字：新能源电池；充电效率；安全性；实地调研论文类型：理论研究AbstractWiththecontinuousimprovementofenvironmentalprotectionawareness,newenergyvehicleshavedevelopedrapidlyinrecentyears,andbatter
3、iesareimportantcomponentsofnewenergyvehicles.Thechargingefficiencyandsafetyofnewenergyvehiclebatteriesareimportantfactorsaffectingtheirperformanceandservicelife.Thispaperanalyzesthechargingefficiencyandsafetyofnewenergyvehiclescurrentlyonthemarket.Firstofall,thispaperfirstintroducesthechargingprinci
4、pleofternarylithiumbatteriesandlithiumironphosphatebatteriesusedinthemarket,analyzestheirrespectiveadvantagesanddisadvantages,andthenanalyzesthechargingtechnologyandfactorsaffectingchargingefficiency,randomlyselectsnewenergyvehiclesofdifferentpricesanddifferentmodels,conductssimulationexperimentanal
5、ysisagainsttheirrespectiveofficialparameters,andsortsthechargingefficiencyunderslowcharging;Atthesametime,twonewenergychargingstationswithdifferentpowerswereinvestigatedinthefield,30setsofusabledatawerecollected,andthesedatawereanalyzedtoverifytheinfluencingfactorsduringcharging;Finally,inviewofthes
6、afetyproblemofthebattery,thispaperanalyzesthepotentialsafetyhazardsinthechargingsituationandthepossibleproblemsofthebatteryitself,strivesforthebatteryagingproblem,analyzesitincombinationwiththeresearch,andgivessomesuggestionstoalleviatetheagingofthebattery,whilecomparingtheadvantagesofnbladebattery*
7、insafety,andfinallyconductsacaseanalysistoobtainthecauseoftheaccident.KeyWords:NewEnergyBatteries,ChargingEfficiency,Safety,FieldResearch.ThesisTypeiTheoreticalResearch.摘要IAbstractII目录III1绪论11.1 研究背景和意义11.1.1 研究的背景11.1.2 研究的意义11.2 国内外研究现状21.2.1 国内研究现状21.2.2 国外研究现状21.3 本文主要的研究内容31.4 充电效率的分析52.1 新能源电池
8、种类及其充电原理52.1.1 三元锂电池52.1.2 磷酸铁锂电池62.2 电池充电与影响因素72.2.1 电池充电技术72.2.2 影响充电效率的因素分析72.3 不同价位新能源汽车的数据分析82.3.1 车辆信息及其基本参数82.3.2 车辆慢充实验模拟数据分析92.4 章小结103充电效率的实地调研分析113.1 调研过程113.2 调研数据对比与分析123.3 章小结184电池安全性的分析204.1 电池存在的安全问题204.1.1 充电过程中存有的安全问题204.1.2 电池组自身安全问题204.2 比亚迪“刀片电池”214.3 电池老化问题的研究224.3.1 电池老化的机理和表现
9、224.3.2 缓解电池老化的方式234.4 新能源汽车的电池事故案例分析234.5 章小结24结论25参考文献26致谢271绪论1.1 研究背景和意义1.1.1 研究的背景随着人们对环境保护和可持续发展的关注不断增加，新能源汽车终有一日会替代燃油汽车，逐渐成为未来汽车市场的主流。其中，纯电动汽车是最为广泛应用的新能源汽车类型之一，电池的作用就如同汽车的“肺”，在电池方面的科技发展十分迅速，使得车辆的各项指标和行驶里程都有不错的提升，虽与燃料汽车仍存在一定差距和成熟性，但也步入人民的视线，将其视为购车的不二之选。但是电池的充电效率和安全性仍然是影响电动汽车发展的重要因素。在电动汽车中，电池的充
10、电效率指电池在充电过程中能够吸收多大比例的电能，而充电安全性则主要指充电过程中电池的温度和压力等参数是否在安全范围内。这两个因素的不足会直接影响电池的寿命和充电速度,从而限制了电动汽车的使用范围和性能。目前，国内外已经有很多学者和研究机构对新能源汽车电池的充电效率和安全性进行了研究和探索。例如，一些研究者通过实验和模拟分析，探究了电池充电过程中的电化学反应和热效应等因素对充电效率和安全性的影响，并提出了一些优化方案和措施。此外，一些企业也在不断研发新的电池技术和充电设备，以提高电池的充电效率和安全性，满足消费者的需求。1.1.2 研究的意义新能源汽车电池的充电效率和安全性是影响其使用体验和市场
11、竞争力的重要因素。因此，本研究旨在对新能源汽车电池的充电效率和安全性进行深入分析和优化，来提高电池的整体性能和可靠性，为新能源汽车的发展和普及做出贡献。随着全球的能源消耗问题，燃油汽车终有一日会退出历史的舞台，新能源汽车是实现可持续性发展的有效途径之一，而新能源汽车的崛起也将成为必然。新能源汽车的出线和发展也不过短短几十年，目前仍在充电效率和安全性等诸多方面存在问题和巨大的提升空间，未来新能源汽车的发展定会势不可挡，未来可期。因此，研究新能源汽车电池的充电效率和安全性，有助于推动新能源汽车的普及和应用，减少对传统化石能源的依赖，保护环境和促进可持续发展。尽管已经有很多研究成果和技术进展，但是新
12、能源汽车电池的充电效率和安全性仍然存在许多问题和挑战。例如，电池充电速度慢、充电效率低、充电过程中电池温度升高等问题，都需要进一步研究和解决。因此，开展新能源汽车电池的充电效率和安全性研究，有助于提高电动汽车的性能和可靠性。本文提出的内容可以增加不支持快速充电的汽车的充电效率，为新能源汽车的发展和普及提供技术支持和保障。同时，本研究的方法和思路也可为其他电池充电技术的研究提供参考和借鉴，具有一定的推广价值和应用前景。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状(1)充电效率国内学者在新能源汽车电池充电效率方面的研究已经取得了一定的进展。例如，在中国工程院院士陈立泉的指导下，青岛储能院在研究锂
13、离子电池充电效率提高的过程中,发现通过改变电解液中添加剂种类和浓度等参数可以提高电池的充电效率侏找朔.，同时也可以提高电池的循环寿命。此外，国内许多企业，也己经开发出了电动汽车电池用的充电装置。北京嘉捷恒信公司研制开发了15OkW大功率电动巴士充电站样机，单体功率为50kw,输出电压200V-500V可调，具有智能充电功能，可适于多种电池:深圳市强能电器有限公司开发了大功率动力电池车载充电机，单台功率可达20kw,输出电压2OOV-8OOV可调，电流1A-40A可调，具有恒流、恒压功能，可用于电动大巴、中巴及其他各种电动汽车。2006年，比亚迪也在其研发中心上海建成一座电动汽车充电站，快充一个
14、半小时即可完成充电。尽管我国的蓄电池快速充电技术的研究有了很大程度的发展，但同国外相比还有很大的差距。(2)安全性国内学者在新能源汽车电池安全性方面的研究也非常活跃。例如，清华大学的研究人员在研究锂离子电池的安全性方面，发现通过优化电池的结构和电池管理系统等方面,可以提高电池的安全性。此外，中国科学院的研究人员也在研究新型电池的安全性方面，通过改变电池的电极材料和电解质等方面，提高了电池的安全性。目前国内外最常用的研究方式是直接进行实验研究或者是模型与实验研究相结合的方式，实验研究具有得出的结论最为直观，数据更为准确。就目前的研究来说，研究人员在研究热失控过程中更为关注的是电池电压、温度、温升
15、速率、产热量等具体数据，这些参数是探究热失控机理、影响热失控的各种因素的重要基础。北京理工大学的朱晓庆等基于有限元分析法和ANSYS软件建立起了一个锂离子电池热模型，其进行过充实验验证了模型的可行性，并依据模型发现在2C、3C、5C三种不同倍率条件下进行过充，结果表明充电倍率越大温升速率越大，电池表面温度差异也越大电池危险性更高”1.2.2 国外研究现状(1)充电效率国外学者在新能源汽车电池充电效率方面的研究也非常活跃。国外对动力电池的充电技术研究由来已久，近年来取得了较好的科研成果。国外许多公司利用计算机控制、人工智能等先进技术，使得传统功能简单的充电器发展成功能齐全、易于控制的智能型充电设
16、备，这种先进的智能充电设备能够实现对电压、电流、电池温度等参数的监测和显示；能够实现充电策略的定制，而且可以根据所用电池种类以及荷电状态的不同来选择和设定充电方式；同时，它具有更好的安全性，设有充电保护电路并具有安全报警的功能等。此外，英国伦敦大学学院的研究人员也在研究锂离子电池的充电过程中，通过优化电池的电极材料和电解质等方面，提高了电池的充电效率皿。(2)安全性国外学者在新能源汽车电池安全性方面的研究也非常活跃。例如，英国剑桥大学的研究人员也在研究新型电池的安全性方面，通过改变电池的电极材料和电解质等方面,提高了电池的安全性。Tenno.A.等基于前人所提出的电池模型，创造性的将描述电极状
17、态的新公式引入到改进模型中，改进后的电池模型在预测深度放电和过充电电池外部电压电流和温度的过程中有着较高的精准度。StarOStin,IgorE.等.通过对18650型锂离子电池中物理和化学过程动力学的分析和建模，得到了电池电压和温度的直流放电模型诊断和预测锂离子电池的放电容量、电压和温度的相关性。1.3 本文主要的研究内容(1)着重讲解了新能源汽车电池的充电效率，对当前市面上的两种新能源电池做了数据上的横向对比，三元锂电池和磷酸铁锂电池各有优劣。并列举出一些对新能源电池的充电效率有影响的因素来，加以表格进行直观的说明。电池的影响因素主要与其化学成分的反应挂钩，所以充电时的温度尤为重要；充电效
18、率还与电池老化挂钩，使用年限越久或公里数越长的电车电池，其充电效率也会有所下降，甚至会有爆炸的风险；同时与充电的功率有关，高功率虽然可以加速充电，但对一些电池老化的车辆会大大提高安全隐患，所以建议一些老化车辆不再使用大功率的充电桩充电。(2)列举出市场上不同价位的目前在售的六款新能源汽车，分别对其进行数据上的分析，并模拟实验分析不同汽车的充电效率，恒定充电电压，充电温度，不考虑损耗，在此情况下，充电电流与充电效率成正比，最后对计算出的结果进行排序。(3)对两处充电桩进行二十天以上的车辆数据追踪，排除一些数据不完整的车辆数据，共收集到三十辆可用车辆数据，分析他们在不同影响因素下的充电效率，进行数
19、据的对比分析，并佐证影响新能源汽车充电效率的几个因素：充电温度，充电功率，电池老化程度，不同车辆参数。尽可能的使用控制变量法，控制统一在充电桩，同一车型，相同室外温度，相近的公里数等。最后得出结论，电池充电效率与以上因素都有关系,所有客观因素综合作用来影响汽车充电的效率。（4）围绕汽车电池的安全性能展开，汽车的安全性与电池本身质量有关，也与气候温度和充电时的不正确操作有关。同时介绍了在电池安全方面有技术突破的比亚迪“刀片电池”，之后通过一起案例，对失事的新能源汽车进行安全层面的分析。最后给出一些建议，例如：不再建议电池超过保质期的新能源车再使用大功率的充电桩进行充电，这会对车辆和充电桩的安全造
20、成极大隐患，在极端天气下，很有可能发生事故。只推荐这类车辆进行慢充充电。2电池充电效率的分析电池充电效率是指电池在充电时所消耗的电能与实际储存的电能之比。充电效率是衡量电池充电性能的重要指标，对于新能源汽车电池来说，充电效率会直接影响着电池的出行续航和使用的寿命。因此，分析和优化电池充电效率是非常重要的。2.1 新能源电池种类及其充电原理目前市面上的新能源汽车使用的新能源电池只有两种，分别是三元锂电池和磷酸铁锂电池，我将对两种电池的参数以及充电原理进行说明。表2.1两种电池的参数及性能参数磷酸铁锂电池三元锂电池低温性能相对较差在零下20有明显优势输出电压（V）3.23.6能量密度（Whkg）1
21、20-160150-220安全性高，耐高温性能好低，耐高温性能差转换效率97%97%循环寿命（次）20001000价格（元/KWh）0.5-0.60.65-0.7总材料成本（元/Wh）0.2470.3182.1.1 三元锂电池三元锂电池正极由三种过渡金属组成，而“三元”分别是正极材料中的银钻镒三元。三元锂电池既有很好的循环能力和低成本的安全性，又有较高的总容量。经过一系列高科技技术来制成三种元素的氧化物，充当正极材料互相补全。这种锂离子可充电电池目前已得到广泛研究和应用。从材料角度来看，银元素提供了很高的电池容量，钻元素能够使得电池由好的循环性，锌元素具有低成本而高安全性的特点。这三个元素都发
22、挥着关键作用，美中不足的是三者作用会使新能被一定的限制住。从结构上来讲，三元锂电池的能量密度高于其他电池，而在充放电方面也有自己独特的优势。但也存在很大的安全性问题，它的循环使用寿命和耐热性一直无法得到解决。特别在安全性方面，这是影响到三元锂电池成为使用率最高电池的主要因素，这种结构使其很难通过一系列的安全性测试，所以电池厂家制造时，会考虑和其他元素一同使用或者直接使用锦酸锂电池。2.1.2 磷酸铁锂电池电池的正极用1.iFePO4,用铝箔进行导电联接,用聚合物薄膜来隔开电池的正负极，使其能允许1.i离子的通过而不允许电子的通过。图的右侧是电池的负极，是由石墨组成，也由铝箔进行导电连接，并与负
23、极相连I。其余部分是电解液，是用于提供离子和电子的自由移动场所，储存在封闭的金属外壳中。该电池充电的过程中，正极锂离子在电解质中穿越聚合物的薄膜游向负极，而在放电时，负极的锂离子反向移动，移动到正极。正因如此，该电池的命名为锂离子电池1。PO4聚合物负极（铝箔）碳图2.1磷酸铁锂电池结构示意图（1）随着电池充电过程的进行，锂离子的移动方向从磷酸铁锂晶体的OlO面向表面转移，在电场的作用下进到电解液中，越过膈膜然后通过电解液游动至石墨晶体的表面，然后深入到石墨晶格。另外，电子会顺着导体向着铝箔集流体移动，先后会经过极耳，电池极柱，外电路，最后流过负极的极柱和负极耳来到负极铜箔集流体，为了让电荷达
24、到守恒，再顺着导电体到石墨的负极。这就是磷酸铁锂到硫酸铁的转变（2）电池放电过程：锂离子先脱离石墨晶体，分散进电解质当中，透过聚合物的薄膜，流向磷酸铁锂的晶体表面，再经过OlO面再一次深入磷酸铁锂晶格当中。另外,电池顺着导体向负极的铜箔集流体流动，途经极耳，电池的负极柱，外部电路，最后流过正极的极柱和正极耳汇入正极的铝箔集流体，为了使电荷守恒，顺着导体来到磷酸铁锂电池的正极I。2.2 电池充电与影响因素2.2.1 电池充电技术(1)恒压充电技术恒压充电技术是目前应用最广泛一种充电技术这种技术主要保证电压的参数，来达到减小电流的目的。该技术的优点是使得电压的稳定输出，只让电流一步步变小，来提高充
25、电过程的安全性，避免过大的电流对充电过程造成危险，为电池形成危害。I=C(Vc-Vc)R(2.1)恒压充电技术的公式如上，其中，I是充电电流，C是电池容量，VC是恒定充电电压，Vb是电池内部电压，R是电池内阻。(2)恒流充电技术恒电流充电技术是一种恒定自己的电流参数，将其控制在一定的范围之内，不使其波动太大而影响整体的充电，让充电更加效率更加安心。恒流充电技术的公式如下，其中，V是充电电压，Vb是电池内部电压，I是恒定充电电流，R是电池内阻。V=Vb+1R(2.2)(3)电池充电效率电池充电效率是指充电过程中，电池所吸收的电能与充电电源输出的电能之比。充电效率高的电池可以在相同的充电时间内获得
26、更多的电能，从而提高电池的使用寿命和性能。=(El-E2)E1X100%(2.3)电池充电效率的公式如上，其中，n是充电效率，Ei是充电过程中电源输出的总电能，E2是充电后电池获得的电能。在充电的时候，如果不能很好的控制住电压和电流，就会使得电池的安全性能受到威胁，电压和电流过低会使充电的效率上不去，而太高的话就会使得内部所产生热量无法迅速散发，造成电池的损坏。因此，在充电过程中，需要注意控制充电功率的大小，来确保电池充电途中的安全性。总之，新能源汽车电池的充电效率和安全性对新能源汽车的性能和使用寿命有着至关重要的影响。电池充电技术的稳步发展，会对未来新能源汽车的使用率做出贡献。2.2.2 影
27、响充电效率的因素分析电池充电效率的高低受到多种因素的影响，下面我们来分析一下主要的因素：（1）充电温度充电时的温度是十分重要的影响因素，充电是电池内部会释放热量，而温度会对内部的化学物质产生催化，从而影响反应的发生速率，进一步影响电池的充电效率。因此，保持适宜的充电温度是提高电池充电效率的关键。温度对充电效率的影响0.96温度图2.2温度对充电效率的影响（2）充电功率充电功率是影响电池充电效率的另一个重要因素。充电功率过大会导致电池内部的化学反应速率过快，使得电池内部的充电效率降低；而充电功率过小则会导致充电时间过长，同样也会降低充电效率。因此，选择适宜的充电功率是提高电池充电效率的关键。（3
28、）电池老化程度新能源电池的电池组保质期为八年或1216万公里，新能源汽车正常报废年限一般低于八年，所以考虑因素多为车辆的行驶公里数，私家车每年正常里程数为50008000左右，一般经常跑长途的用户会高于这个里程数，但也在范围之内；出租车每天都在工作状态中，还会有白班夜班日夜不停歇的情况出现，车辆的公里数极容易超标，这会加剧电池的老化，宏观层面表现为：电池的SOH值下降，充电效率降低等。综上所述，电池充电效率的高低受到多种因素的影响，包括充电温度、充电功率、电池老化程度和充电方式等。如果使用正确，安全的充电方式，既可以提高电池的充电效率，又可以一定程度上的保护电池，降低电池的损耗，提高使用寿命。
29、2.3 不同价位新能源汽车的数据分析2.3.1 车辆信息及其基本参数为了理论与实际相结合，分别选定不同价位和不同品牌的车型进行对比分析，并用图表的方式进行呈现，见表格2.3六款车型电池参数对比图，方便观测和得出结论。表2.2六款车型电池参数对比I价位车型电池类型电池能量（kWh）百公里耗电（kWh/100km）IOw以下宏光MINIEV三元锂电池9.38.81Ow20w宋P1.US磷酸铁锂电池74.714.1零跑Cll磷酸铁锂电池89.5516.420w30wModel3后驱磷酸铁锂电池6012.5汉磷酸铁锂电池64.813.930w以上极氟OOl三元锂电池8617.4表2.3六款车型电池参数
30、对比2慢充时间（三）快充时间（三）快充电量百分比电池组保质期6.5八年或12万公里6.20.580%7.50.6780%八年或15万公里10180%八年或16万公里60.580%70.680%八年或12万公里根据已知信息可以分别计算出六款车型在快充和慢充条件下的充电效率，并进行数据上的比对分析。根据公式：充电时间=电池容量/（充电电压X充电电流），其中充电的电压一般为直流电的220V,所以电池容量越大的新能源汽车的充电时间也会随之增加，充电电流约大的话，充电的时间就会越短。2.3.2 车辆慢充实验模拟数据分析在慢充模式下，只会使用小电流低功率来进行充电，虽然慢充状态下确保了安全性和电池的循环使
31、用年限，却会使充电的时间达到3个小时及以上，在遇到紧急用车的时候，会担心目前充的电量撑不住。快充模式是一种在短时间内通过特定的充电装置来获取大量电流的充电模式，通常汽车厂家配备的快充装置会使充电的时间缩短至二十分钟至两小时。但大电流给汽车电池带来的影响是不可逆的，电池组短时间内受到了巨大的电流冲击，电池内部受热无法及时散热，终会损伤电池，影响寿命。因为快速充电需要特殊的充电装置或更大的电流，影响因素过多，因此不进行考虑,只考虑正常充电桩慢充的情况，计算充电的时间与其车辆上市时配套的基础参数进行对比，来对几款车辆进行分析。宏光MINIEV充电所使用的充电电流为：9.3kWh6.5h220v6.5
32、A宋P1.US充电所使用的充电电流为：74.7kWh6.2h220v54.8A零跑CU充电所使用的充电电流为：89.55kWh7.5h220v54.3AModel3充电所使用的充电电流为：60kWhIOh220v27.2A汉充电所使用的充电电流为：64.8kWh6h220v49.0A极氯OOl充电所使用的充电电流为：80.6kWh7h220v52.3A将上述模拟的计算数据填入表格中，根据模拟的理论，电池的充电功率决定车辆慢充情况下的充电效率，且在电压恒定的条件下，电流数据即为充电功率。2.4实验模拟电流数据车辆型号宏光MINIEV宋P1.US零跑CUModel3汉极氮OOl模拟实验充电电流6.
33、5A54.8A54.3A27.2A49.0A52.3A2.4章小结三元锂电池的优势在于具有更大的能量密度，可以在小容量存贮更多的电量，且有更好的低温抗性。磷酸铁锂电池的优势在于有更好的耐高温性，可以应对高温充电的问题，在价格和成本方面有一定优势，电池的循环寿命也更高。分析到影响充电效率的因素有温度，充电功率，电池老化程度等方面。在不考虑特殊充电装置，在统一充电设备，统一电压的情况下，六款车辆的充电效率由快到慢分别为：宋P1.US零跑Cll极氟001汉Model3宏光MINIEVo3充电效率的实地调研分析为了对新能源汽车的充电效率进行分析，对甘肃万众科技创业园的特来电充电站和兰州三运集团的星星充
34、电站进行了实地调研，询问和记录各类车型的充电时间，求算出各车的平均充电效率。3.1 调研过程(1)在甘肃万众科技创业园的特来电充电站，该充电站为十二组参数如下快充充电桩。HOQ岛特锐键电气股份有限公司_妙停先步步作先QlMODAOTGOOOE1.ECTRICCo1.td直流充电终端DCctVarg11gterminalTZD-1.-250产品型号Iypedproduct：安装方式1.ntUlItion：额定输入电压Rated11f*voltue：_额定输入电流Ratedinputcurrent：.额定除出电压RatM3W*o,u三et-额定输出电流Ratedoutputcurrents执行标准
35、ExecutiveStandard：Gi防妒等圾1.evelofprotection：使用环境，Operatintenvrorwe11t:.*1.2IiF-1Q/RO223547_出厂R号Sr.3：出日MRDateofproduct:.-w务燔线*rvi8Hoc。：“落地式5OO/75Q250一500/752250一图3.1特来电充电桩充电参数经过二十小时以上的跟随调研，共收集了8款车型的数据，共计24辆车型的数据，排除收集数据不完整的5辆，共有有效数据19组，其中小鹏p7两辆，长安逸动EV八辆，比亚迪秦三辆，东风风神E70两辆，特斯拉modle3一辆，丰田C-HR一辆，丰田bz41辆，比亚迪
36、汉一辆。(2)在兰州三运集团的星星充电站，该充电站为十二组参数如下快充充电桩。图3.2星星充电桩充电参数专附公司制造经过二十小时以上的跟随调研，共收集了5款车型的数据，共计13辆车型的数据，排除收集数据不完整的2辆，共有有效数据11组，其中东方风神E70三辆，吉利帝豪EV450四辆，吉利帝豪EV300一辆，北汽EU5两辆，长安逸动EV5一辆。共统计三十辆有效数据的车辆，并对数据进行对比分析，分析不同功率充电桩对相同车型的充电速率影响，分析相同车型车辆在统一充电桩中因公里数不同对充电效率的影响，分析不同车型在统一充电桩中的充电效率。3.2 调研数据对比与分析(1)首先对甘肃万众科技创业园的特来电
37、充电站和兰州三运集团的星星充电站收集的三十组数据进行对比分析。如表格3.1和3.2所示。表3.1特来电充电站十九辆新能源车数据对比分析汽车型号剩余里程充满里程充电时长车辆总公里数1号小鹏P7117km519km63min38475km1号长安逸动EV315km377km4Imin77025km1号东方风神E70264km407km58min12985km1号比亚迪秦328km364km32min86423km2号长安逸动EV308km371km52min55304km3号长安逸动EV332km378km4Imin91008km4号长安逸动EV207km381km83min57447km2号小鹏
38、p7102km512km50min10774km5号长安逸动EV138km391km108min36348km7号长安逸动EV284km379km67min48596km特斯拉model3IOlkm604km59min17641km比亚迪汉214km584km53min18544km2号比亚迪秦294km370km53min38801km8号长安逸动EV313km375km43min88425km丰田C-HR184km549km53nin27611km丰田bz497km550km5Imin7681km9号长安逸动EV289km379km68min54788km3号比亚迪秦244km387km9
39、4min53319km2号东方风神E70317km401km44min33674km表3.2星星充电站十一辆新能源车数据对比分析汽车型号剩余里程充满里程充电时长车辆总公里数3号东方风神E70248km391km55min51127km4号东方风神E70265km388km43min96432km1号吉利帝豪EV450241km389km74min25447km2号吉利帝豪EV450231km394km80min13533km吉利帝豪EV300176km253km78min257746km3号吉利帝豪EV450158km399km114min15247km1号北汽EU543km291km97mi
40、n94228km6号长安逸动EV74km379km79min52488km2号北汽EU565km277km88min181705km5号东方风神E70277km393km41min48557km4号吉利帝豪EV450177km388kmIO2min15157km（2）首先对两款小鹏p7进行充电效率的对比分析,两位车主都是将电车充电至90%后结束充电。分别在1号小鹏p7充电Omin,15min,63min时进行数据采集，如图3.3,3.4,3.5所示。2号小鹏p7充电Omin,37min,44min进行数据采取，如图3.6,3.7所JO图3.3一号小鹏p7在16:06时的充电里程图3.4一号小鹏
41、p7在16:21时的充电里程图3.5一号小鹏p7在17:09充电完成时的充电里程图3.6二号小鹏p7在16:52时的充电里程图3.7二号小鹏p7在15:29时的充电里程一号小鹏汽车15min内的充电效率为：(262117)159.7(kmmin)一号小鹏汽车63min内的充电效率为：(519117)636.4(kmmin)二号小鹏汽车37min内的充电效率为：(393-102)377.8(kmmin)二号小鹏汽车50min内的充电效率为：(512102)50=8.2(kmmin)根据数据对比，不同里程数的相同车辆在相同功率的充电桩下，里程数更高的一号小鹏p7的平均充电效率会明显低于二号同款车型
42、。二号小鹏p7的充电效率会更加的稳定，保持在一定的范围之内，预计的充电曲线如图3.8所示。OoooOoo642(WX)三回乐充电曲线图一一号小鹏P7二号小鹏p7充电时间(MIN)O图3.8两辆小鹏p7的充电曲线对比图结论：在相同车型，相同充电功率的情况下，公里数会影响到车辆的充电效率，公里数越大的车辆充电越不稳定，充电效率越低。(3)对八辆长安逸动EV进行充电效率的对比分析，八辆都为出租车，需要将车辆电池充满完成交接班，因为90%至100%充电速度最慢，所以只对比各车的平均充电效率，数据对比见图3.9。八辆长安逸动EV的平均充电效率对比图3.9八辆长安逸动EV的平均充电效率对比因为4号和5号充
43、电的初始里程少，在90%之前的充电的效率高，导致整体的充电效率高于其他数据。接下来与星星充电站额定充电功率为180kw的6号长安逸动EV进行数据对比，选择初始电量和里程数最为接近的4号和5号作为参数对比，数据对比如图3.10所示。不同功率充电桩对同款车型的充电效率4号2.115号2.346号3.86O0.511.522.533.544.5平均充电效率(kmmin)图3.10不同功率充电桩对同款车型的充电效率结论：相同车型在初始里程相近，里程数相近的情况下，使用不同功率的充电桩进行充电时，18OkW的充电桩比125kw的充电桩充电效率更高。(4)最后对比同一功率的充电桩上，不同车型的充电效率大小
44、。本组使用星星充电桩上的五款车型，因为记录到的数据皆为充电至100%为充电结束。先计算全部九辆车的平均充电效率数据，相同车型取平均值作为本车型的代表。最后对总体五款车型的充电效率进行分析和总结。下图3.11为九辆车的平均充电速率对比，图3.12为五款车型的充电效率对比。平均充电效率图3.11九辆车的平均充电速率对比图3.12五款车型的充电效率对比结论：经过计算和对比，五款车型在180kw的充电桩下充电效率的排列由高到低分别为6号长安逸动EV东方风神E7O北汽EU5吉利帝豪EV450吉利帝豪EV3OO。3.3章小结经过上述一系列实地调研，收集数据和数据对比分析，验证之前的理论，新能源汽车充电效率
45、的影响因素有：充电时的功率，电池的老化等。不同价位，不同型号的新能源汽车自身的充电效率也存在差异，就普遍理性来讲，价位高的私家车充电效率更快,而价位一般的出租车充电效率会低很多。同时电池老化对汽车的安全性也存在一定的安全隐患，不容小觑。例如：吉利帝豪EV3OO充电效率最低，分析原因为电池老化，该车总公里数为257746km,严重超过新能源电池规定的8年或12万公里，导致充电效率变低。194电池安全性的分析新能源汽车电池安全性是新能源汽车发展中的关键问题之一。本文将从充电过程中的安全问题、电池组自身安全问题以及电池安全事故案例分析三个方面对新能源汽车电池的安全性进行分析。4.1 电池存在的安全问题4.1.1 充电过程中存有的安全问题新能源汽车电池的充电过程中存在着如过充、过放、过温等安全性的问题。其中，过充和过温是最为常见的安全问题。(1)过充的原因和机制过充是指电池在充电时电压超过标准值，导致电池内部压力过大，甚至引发爆炸、火灾等严重后果。过充的原因可能是充电器故障、充电电压过高或电池自身问题等。过充的原因可能是充电器故障、充电电压过高或电池自身问题等。当电池充电时,电池内部的化学反应会产生气体，一旦充电电压过高，电池内部的气体压力会急剧膨胀增加体积，导致电池变形、漏液、甚至爆炸。(2)过温的原因和机制
