基于超級電容輔能的電動微耕機復合電源系統研究與試驗

薛劭帥， 蔡宗平， 李慶， 楊崇山， 劉威， 李光林

西南大學 工程技術學院,重慶 400715

我國丘陵山地占全國耕地總面積的2/3以上,地塊狹小且分散,不能滿足大中型農業機械田間作業和轉移的條件,微耕機是現階段不可或缺的農業機械[1-2].電動微耕機是一種新型農用作業機具,具有體積小、 質量輕、 好操作、 輕便靈活、 作業過程振動小、 噪聲低、 無廢氣排放、 維護保養技術難度較低等優點,是解決設施農業、 園藝、 果園與茶園中傳統農業機械所造成的能源和環保問題的有效途徑之一.同時,在對環境要求較高的農業作業中,電動微耕機相比內燃機微耕機具有更廣闊的應用前景,是未來農業機械“綠色化”研究的重要方向[3]．

鋰電池組是電動微耕機的核心部件,現有鋰電池電動微耕機在田間旋耕作業時,由于不同地理位置土壤的含水量、 容重、 密度等特性存在差異,土壤堅硬松軟程度不同,土壤中還存在石塊、 根莖等工況會使電動微耕機作業時受力不均勻、 扭矩變化大,作業時的負載特性具有較大的隨機性和不可預測性．

在南方丘陵山區,農忙時期環境溫度高于35 ℃很常見,溫室大棚等封閉環境溫度更高,電動微耕機鋰電池組發熱最高溫度可達70 ℃以上,遠超鋰離子電池適宜工作溫度上限(40 ℃)[4].大電流放電會引起電池本體化學反應熱、 極化反應熱、 焦耳熱增加,電池溫度也會增加,如果不及時控制電池組電流輸出大小,很容易引起電池組內部的熱量堆積、 單體電池間不一致性增大、 熱失控等問題,導致電動微耕機鋰電池組壽命下降、 容量衰減過快、 安全性降低,甚至威脅到使用人員安全[5].而且,電池迅速老化會使電池無法滿足電動微耕機的瞬時大功率需求,造成農機裝備動力性變差,對電動微耕機生產效率造成不利的影響.同時,電池組壽命衰減使電動微耕機在其使用周期內需要多次更換鋰電池,導致了使用成本大幅增加,制約了電動微耕機的普及和發展,因此電池的充放電特性為復合電源系統的提出和使用奠定了理論基礎[6-9]．

我國對電動微耕機的研究已經超過20年,但研究多集中在整機布局、 結構分析和作業功能拓展等方面,對于以復合電源為動力的微耕機相關研究報道還極為少見[1-3]．

在上述背景下,為了減小電池組的功率負擔、 延長其使用壽命、 提高電動微耕機使用中電池組的安全性,將比功率高的超級電容與比能量高的磷酸鐵鋰電池結合作為微耕機的動力源,匹配高效的能量管理控制策略,以此提高電動微耕機的續航能力、 安全性和工作效率,推動電動微耕機在丘陵山區的推廣應用和我國電動微耕機產業的進一步發展．

1 整機結構與工作原理

1.1 整機結構

復合電源電動微耕機主要由磷酸鐵鋰電池組、 超級電容器、 電動機、 電機控制器、 減速器、 機架、 旋耕裝置、 限深桿及控制系統組成.控制系統包括STM32F103ZET6單片機、 雙向DC/DC變換器、 霍爾電流傳感器、 電壓傳感器、 庫侖計等.電機采用永磁無刷直流電機,傳動方式是錐齒輪傳動.本機復合電源系統拓撲結構選型為半主動式構型,即超級電容器與雙向DC/DC變換器串聯再與磷酸鐵鋰電池組并聯的復合電源結構.復合電源電動微耕機結構簡圖如圖1所示,復合電源電動微耕機主要技術參數如表1．

1. 電源開關； 2. 磷酸鐵鋰電池組； 3. 限深桿； 4. 電機控制器； 5. 雙向DC/DC變換器； 6. 電流傳感器； 7. 擋泥板； 8. 旋耕刀； 9. 支撐架； 10. 減速器； 11. 無刷直流電動機； 12. 控制模塊(內含單片機、 電壓傳感器、 庫侖計、 降壓模塊等)； 13. 報警燈； 14. 超級電容器； 15. 調速旋鈕．圖1 復合電源電動微耕機結構簡圖

表1 復合電源電動微耕機主要技術參數

1.2 工作原理

復合電源電動微耕機進入田間工作后,主控制器對電流傳感器采集的工況信號進行處理,判斷電機需求電流Im和設定電流閾值Ih的大小關系,同時結合電壓傳感器和庫侖計采集到的狀態參數綜合判斷磷酸鐵鋰電池組和超級電容模組兩者的能量狀態,然后按照邏輯門限控制策略合理分配二者的能量輸出,實現磷酸鐵鋰電池組基本平穩放電,達到保護鋰電池的目的.電動微耕機復合電源系統控制原理如圖2所示．

圖中Soc，sc，Soc，bat分別表示超級電容器荷電狀態,電池荷電狀態； Ibat表示電池輸出電流,Im表示電機需求電流,Isc表示超級電容器輸出電流,Pbat表示電池輸出功率,Pm表示電機需求功率,Psc表示超級電容器輸出功率,Usc表示超級電容器電壓,RS485表示485通訊．圖2 復合電源系統控制原理圖

2 主要部件選型與參數匹配

2.1 電機選型及參數計算

根據電動微耕機作業環境及自身特點,選用以電子換向取代傳統機械換向的無刷直流電機,其使用壽命較長、 負荷效率較高、 轉動慣量較低、 工作噪聲較小、 控制性能較好,電機功率大小根據以下經驗公式計算[10]：

(1)

其中PN為電動機額定功率,kW；K為電動機功率儲備系數；Pf為電動微耕機作業時所需功率,kW；ηT為電動微耕機傳動效率； 旋耕刀切削土壤所消耗的功率可由以下經驗公式計算[10]：

Pf=0.1KλHBv

(2)

其中H為電動微耕機作業的耕地深度,取H=15 cm；B為電動微耕機作業的耕寬,取B=0.6 m；v為電動微耕機耕作時的前進速度,取v=0.3 m/s；Kλ為旋耕比阻,N/cm2．

Kλ=KgK1K2K3K4

(3)

其中Kg為旋耕比阻修正系數,K1為耕深修正系數,K2為土壤含水率修正系數,K3為殘茬植被修正系數,K4為作業方式修正系數.根據丘陵山區耕作條件,查閱農業機械設計手冊[10],可取K1=0.8,K2=0.95,K3=0. 8,K4=0.66,Kg=10 N/cm2,帶入式(3)中,計算可得Kλ=4 N/cm2,將Kλ，H，B，v的值帶入式(2)中可計算得到Pf=1.08 kW,考慮到電動微耕機作業環境復雜,取電動機的功率儲備系數K=1.1,因為傳動采用錐齒輪傳動方式,精度與傳動效率較高,取ηT=0.8,代入式(1)中可得：PN≥1.485 kW.因此,選擇尤奈特BM1424ZXF永磁無刷直流電機,額定功率為1.5 kW,額定電壓為48 V．

2.2 電池選型及參數計算

本文選用磷酸鐵鋰電池組作為整機動力來源,其優點是比普通鉛酸電池有更高的能量密度,熱穩定性和安全性優于三元鋰電池.對于鋰電池組的數量,主要由在作業過程中電動機需輸出的最大功率和電動微耕機連續作業的時間來確定,磷酸鐵鋰電池組所需的數量最小為[11-13]：

n=max(n1,n2)

(4)

其中：n1為在作業過程中電動機輸出最大功率時所需的鋰電池數量；n2為整機連續作業時間所需的鋰電池數量．

(5)

其中：PN，max為電動機需輸出的最大功率,本文取3 kW；Pb，max為單個鋰電池所能提供的最大功率,kW；ηmc為電機及控制器正常工作時的整體效率,本文取為90%．

(6)

其中：Tmin為整機作業持續時間,按照一次作業時間取3 h；PN為電動機額定功率,kW；W為單個鋰電池組所需釋放的電能,kW·h．

根據上式,選擇兩塊能量型磷酸鐵鋰電池模塊串聯而成的電池包作為動力源,每塊電池額定電壓24 V,額定能量2.4 kW·h,額定容量100 Ah．

2.3 雙向DC/DC選型

在復合電源系統中,超級電容和磷酸鐵鋰電池分別發揮高比功率和高比能量的優勢,但磷酸鐵鋰電池和超級電容的充放電特性差異較大,兩者組合使用將會出現電壓不匹配等問題.在復合電源系統中引入雙向DC/DC變換器,利用其對磷酸鐵鋰電池和超級電容的電壓進行協調,同時對超級電容的工作狀態進行調節和控制.雙向DC/DC變換器的兩端輸入輸出電壓極性不變,但電流的流動方向卻可以改變,從而實現能量的雙向流動,相當于將兩個單向變換器并聯運行,大大減少了系統的體積和成本.本文選用清馳科技全數字雙向DC/DC變換器,該變換器采用非隔離式雙向Buck/Boost雙象限結構,轉化效率高,輸出電壓可根據用戶需求靈活可調,輸入側兼容超級電容及磷酸鐵鋰電池組,通過標準Modbus-RTU 協議的RS485 接口實現與主控制器通信．

2.4 超級電容選型及參數匹配

超級電容具有電容量大、 比功率高、 工作溫度范圍廣、 可進行大電流充放電、 充電時間短、 壽命長等優點,但由于其能量密度較小,無法大量存儲能量,故單獨使用受到一定限制.超級電容的充放電特性和容量特性決定了超級電容器在大電流放電時容量并沒有減小,超級電容作為復合電源系統的輔助能量源,可在工程機械大功率負載時提供峰值功率,對鋰電池進行保護,使鋰電池盡量工作在較理想的放電狀態.當超級電容與鋰電池的端電壓比值越接近時,雙向DC/DC變換器越容易達到更高的交換效率,且當兩者端電壓值越接近時,超級電容越能更好發揮作用,故超級電容模組額定電壓定為48 V.超級電容模組工作時能量隨模組電壓變化如下式：

(7)

其中Esc為超級電容模組釋放能量,J；Nsc為超級電容模組中單體超級電容串聯數量；Csc為單體超級電容額定容量,F；Usc，max為單體超級電容的最大工作電壓,V；Usc，min為單體超級電容的最小工作電壓,V.由公式(7)可以看出,當超級電容模組的電壓下降為最大電壓的1/2時,其能量利用率為75%,此后超級電容模組的充放電效率會大大降低,因此為保護超級電容和延長其循環使用壽命,取超級電容模組工作的最小電壓為正常工作額定電壓的1/2,即Usc，min=Usc/2.依據前文對超級電容特性分析,設定單體超級電容的工作電壓范圍為(0.5～1)Usc之間,則所需要單體超級電容數量和容量分別為

(8)

(9)

(10)

其中η1為DC/DC變換器的效率,取96%；Usc為單體超級電容額定電壓,V；Usc，max為單體超級電容最大工作電壓,V,取Usc，max=Usc；Umin為單體超級電容最小工作電壓,V,取Usc，min=Usc/2；Pt，max為微耕機旋耕時最大峰值功率,取2.8 kW；Pb為磷酸鐵鋰電池輸出功率,依據以往研究人員測得微耕機田間作業功率的平均值,取0.528 kW；t1為微耕機保持最大峰值功率時間,取60 s； 經過計算,選用由18塊單體超級電容(額定電壓2.67 V,額定容量3 000 F)串聯組成的型號為BMOD0165P048C01Maxwell超級電容器,其額定電壓為48 V,額定容量為165 F,最大放電電流1 900 A．

2.5 其他器件

電流采樣模塊選用了霍爾閉環直流電流傳感器,型號為FX-BY35-100B2D,量程為0～100 A,精度±1%,輸出信號為0～3 V； 選用經久耐用、 絕緣性好的ZP100A螺紋整流二極管防止超級電容給電池反向充電； 電壓采樣模塊采用中霍CHVS-ASV系列霍爾直流電壓傳感器,量程為0～60 V,精度±0.5%,輸出信號為0～5 V； 荷電狀態(SOC)采樣模塊選用綠深VAC9010H庫侖計與VAC9610S庫侖計,主要對輸入的信號經過CPU運算處理后,輸出當前設備電量以及能量,實時顯示容量、 能量、 運行時間等多種物理參數,通過RS485和主控制器STM32F103ZET6實現通訊,串口參數為： 波特率4 800,數據位8,無校驗位,停止位1； 選用正源電子生產的工業級降壓模塊,參數分別為輸入28～80 V轉輸出12 V和輸入8～58 V轉輸出5 V,磷酸鐵鋰電池組通過降壓模塊給電壓傳感器、 電流傳感器、 庫侖計、 stm32主控制器以及調速電位器供電； 測量轉速采用優利德非接觸式轉速計UT372測量電機輸出軸轉速,可測的轉速范圍為10～99 999 r/min,精度為±0.04%,通過USB與電腦端連接記錄數據； 溫度傳感器采用NTC熱敏電阻,標稱阻值(25 ℃)為10 kΩ,阻值允許公差為±1%,熱敏電阻材料常數(B值)為3 950,溫度量程為-30～150 ℃； 基于Arduino Due微控制器制作電池溫度監測界面,使用Arduino硬件的Simulink支持包可以在Arduino板上創建和運行Simulink模型,可以交互式地監視和調優在Simulink中開發的算法,通過USB連接線實現電腦端Simulink與Arduino Due通信,可以有效實時監測磷酸鐵鋰電池組體表溫度．

3 能量管理控制策略

根據電動微耕機的實際工作需求,設計相應的邏輯門限控制策略.電動微耕機作業時,電機需要的平均功率由鋰電池供應,超級電容則提供波動部分的需求功率,從而將超級電容比功率高和磷酸鐵鋰電池比能量高的優勢充分發揮出來,同時為了避免超級電容和磷酸鐵鋰電池過充過放等危險狀況,荷電狀態和電壓也被相應設置為閾值．

3.1 邏輯門限控制策略參數選擇

本文選擇從能量角度定義超級電容荷電狀態[14-15],由前文可知超級電容開路電壓達到其額定電壓的一半時已經放出75%的能量,故設定超級電容SOC的工作區間為[0.25,1],即超級電容SOC充電上限閾值為Soc，sc，max=1,放電下限閾值為Soc，sc，min=0.25.綜合考慮廠家提供的磷酸鐵鋰電池相關數據,磷酸鐵鋰電池的SOC工作區間選在[0.2,1],即磷酸鐵鋰電池充電上限閾值為Soc，b，max=1,放電下限閾值為Soc，b，min=0.2.綜合考慮以往研究人員采集的微耕機功率譜平均值與磷酸鐵鋰電池容量衰減規律[16-19],選定Ih=11A作為電流閾值．

3.2 邏輯門限控制流程圖(圖3)

圖3 邏輯門限控制流程圖

3.3 邏輯門限控制策略

在機器工作之前,確保主能量源磷酸鐵鋰電池荷電狀態良好(Soc，b，max>Soc，b>Soc，b，min),工作過程中一旦發現磷酸鐵鋰電池即將過放時(Soc，b≤Soc，b，min),報警燈亮．

低負荷工況時,電動微耕機工作需求功率Pm較小即電機所需電流Im較小時(Im

突變大負荷及持續大負荷工況時,電動微耕機工作需求功率Pm較大,即電機所需電流Im較大(Im>Ih)時,磷酸鐵鋰電池組和超級電容聯合提供給微耕機需求功率.若超級電容SOC值高于SOC放電下限值(Soc，sc>Soc，sc，min),表示超級電容有能力輔助電池放電,則磷酸鐵鋰電池組和超級電容共同提供需求電流,同時為防止超級電容欠壓工作,Usc低于Usc，min=24 V時,雙向DC/DC變換器立刻處于待機狀態,超級電容停止放電,電流(能量功率)流向如圖4(c)所示,此時Pm=Pbat+Psc，Im=Ibat+Isc； 若檢測到超級電容SOC值一旦低于或等于放電下限值時(Soc，sc≤Soc，sc，min),超級電容已經沒有能力輔助電池放電,同時磷酸鐵鋰電池組已經大電流放電,如果再給超級電容充電,會導致磷酸鐵鋰電池組電流進一步加大,所以此時不宜給超級電容充電,雙向DC/DC變換器立刻處于待機狀態.電流(能量功率)流向如圖4(d)所示,此時Pbat=Pm，Ibat=Im，Isc=0．

圖4 4種工作模式簡圖

4 田間試驗

2021年11月在中國農業科學院柑桔研究所進行田間試驗,試驗器材主要有復合電源電動微耕機樣機、 卷尺、 高精度電子秤(量程3 kg,精度0.1 g)、 直尺、 UT372轉速測量儀(10～99 999 r/min,精度為±0.04%)、 環刀、 SC900土壤堅實度儀(量程0～45 cm，0～7 000 kPa,精度±1.25 cm,103 kPa)、 華盛昌DT-83溫度測量儀(量程-20～60 ℃,精度±0.1 ℃)等．

在進行旋耕試驗之前,依據GB/T5262-2008《農業機械實驗條件測定方法的一般規定》測定土壤含水率與堅實度.在試驗區內用五點法定位并用環刀取樣,烘干法測含水率,測得A號地土壤平均含水率為16.23%,B號地為22.81%； 采用SC900土壤堅實度儀用五點法定位并測量,測得A號地土壤0～150 mm平均堅實度為0.643 Mpa,B號地為0.471 Mpa．

將約150 m2表面平整的A號地分成24塊,每塊長為6 m,寬為1 m,并依次進行編號.試驗按照GB/T5668-2017《旋耕機》、 JB/T10266-2013《微型耕耘機》國家標準進行,總共進行24次耕作試驗即12組對照試驗,每次耕作前記錄環境溫度、 電池溫度(溫度傳感器監測)和超級電容工作前后端電壓.電池溫升是一項重要指標,需要保證同轉速下每組對照試驗電池起始溫度一致,田間試驗中對照試驗部分過程中采取自然冷卻來保證電池起始工作時溫度基本一致,即做完單一電源試驗之后,打開電池箱蓋進行散熱,通過在PC端溫度監測界面實時監測電池溫度變化,待電池溫度恢復到試驗起始溫度時關閉電池箱蓋,然后進行復合電源試驗．

(1) 在1，3，5號地中,采用鋰電池單獨供電,在2，4，6號地中,采用復合電源供電,在1 200 r/min的轉速下進行試驗,耕深約為15 cm,耕作長度5 m,耕寬0.6 m,記錄電池參數變化．

(2) 在7，9，11號地中,采用鋰電池單獨供電,在8，10，12號地中,采用復合電源供電,在2 700 r/min的轉速下進行試驗,耕深約為15 cm,耕作長度5 m,耕寬0.6 m,記錄電池參數變化．

(3) 在13，15，17號地中,采用鋰電池單獨供電,在14，16，18號地中,采用復合電源供電,在2 800 r/min的轉速下進行試驗,耕深約為15 cm,耕作長度5 m,耕寬0.6 m,記錄電池參數變化．

(4) 在19，21，23號地中,采用鋰電池單獨供電,在20，22，24號地中,采用復合電源供電,在3 000 r/min的轉速下進行試驗,耕深約為15 cm,耕作長度5 m,耕寬0.6 m,記錄電池參數變化．

將約400 m2表面平整的B號地分成6塊,每塊長為35 m,寬為1 m,并依次進行編號.在1，3，5號地中,采用鋰電池單獨供電,在2，4，6號地中,采用復合電源供電,在 3 000 r/min的轉速下進行試驗,耕深約為15 cm,耕作長度30 m,耕寬0.6 m,記錄電池參數變化.試驗通過APN1211E-U功率分析儀記錄電池相關數據(包括功率、 電壓、 電流、 Wh和Ah等),通過USB接口數據線與計算機連接,記錄試驗數據,操作界面如圖5所示.采用優利德非接觸式轉速計UT372測量電機輸出軸轉速,通過USB接口數據線與試驗計算機連接,記錄試驗數據,采樣界面如圖6所示.通過電池內置NTC熱敏電阻溫度傳感器記錄電池溫度變化,通過ADC采集的熱敏電阻兩端的電壓數值計算出熱敏電阻的阻值,再通過Simulink LookupTable模塊查表即可得到此時測量的磷酸鐵鋰電池溫度,磷酸鐵鋰電池Simulink溫度采樣記錄界面如圖7所示； Arduino Due實物圖與Simulink溫度測量模型分別如圖8和圖9所示.通過雙向DC/DC變換器與庫侖計顯示面板記錄超級電容端電壓變化以及超級電容放電量變化.田間試驗現場如圖10所示．

圖5 功率分析儀采樣界面

圖6 轉速計測量界面

圖7 Simulink電池溫度監測界面

圖8 Arduino Due實物圖

圖9 Simulink溫度測量模型

圖10 田間試驗

試驗中單一電源與復合電源電池部分參數變化如圖11所示.采集試驗數據后并求平均值,最大限度降低不同地塊條件對試驗結果的影響,電池平均放電功率、 電池電流波動最大范圍與電池峰值功率等數據如表2所示,單一電源和復合電源電池放電量變化如表3,單一電源和復合電源電池溫升變化如表4：

表2 試驗數據

圖11 單一電源與復合電源電池部分參數變化

表3 單一電源和復合電源電池放電量變化對比

與單一鋰電池電源給電機供電相比,復合電源系統中超級電容的所有能量都來自于電池,復合電源系統工作過程中增加了雙向DC/DC變換器轉換這個能耗過程.因此,復合電源雖然降低了電池的放電倍率,卻增加了電池的累計放電量,與表3試驗數據得到的結論保持一致．

結合圖11和表2分析得到,在A號地4種不同電機轉速作業下,相較于單一電池供電,復合電源系統中磷酸鐵鋰電池組放電電流平均最大波動范圍分別縮減14.37，13.07，14.3，15.23A,B號地縮減13.77A； A號地平均峰值功率分別下降了43.6%，75. 2%，77.4%，76.4%,B號地下降了60.3%.磷酸鐵鋰電池放電電流大幅度降低,超出閾值部分的大電流由超級電容提供,使磷酸鐵鋰電池組免受突變大電流的沖擊.由表4計算得到,A號地復合電源系統電池組平均溫升相較于單一電源電池組分別下降0.13 ℃，1.48 ℃，1.67 ℃，2.26 ℃,B號地下降3.45 ℃； 結合圖11和表3分析得到,復合電源系統工作過程中,電池的電流和輸出功率變化變得相對平緩,但電池所需要累計放電量變大．

根據美國休斯研究中心John等人[17-19]的大量實驗表明,對于因充放電造成的電池容量衰退,在環境溫度一定的前提下,其衰退速率與電池放電電流瞬時值大小Irate和電池累計放電電量Qthrough密切相關.在復合電源系統中電池電流減小有助于減小電池容量衰退速率,但是電池所需要累計放電量變大會促使電池容量衰退,因此我們需要分析這兩種因素綜合影響下的電池容量衰退變化.鋰電池因充放電導致衰退的經驗公式如下[17-19]：

QLOSS，%=(a·T2+b·T+c)exp[(d·T+e)·Irate]×Qthrough

(11)

其中,a=8.61E-6,單位為1/(Ah·K2)；b=-5.13E-3,單位為1/(Ah·K)；c=7.63E-1,單位為1/Ah；d=-6.7E-3,單位為1/(K·C)；e=2.35,單位為1/C；Irate是電流的放電倍率,單位為C；T是絕對溫度,單位為K；Qthrough表示鋰電池累計放電量,單位為Ah.通過公式(11)分別計算得到單一電源和復合電源的電池衰退率如表5所示．

在A號地塊4種不同電機轉速下,相較于單一電池電源,復合電源中鋰電池組平均容量衰減速率分別下降2.1%，9.1%，9.7%，9.2%,B號地塊電機轉速3 000 r/min下降4.4%； 結合圖11、 表3和表5分析得到,相較于單一電源,復合電源中電池放電電流減小,電池所需要放電累計電量會變大,但最終電池容量衰退速率減小,說明電池放電倍率要比電池放出的累計電量對電池容量衰退速率的影響更大．

表5 單一電源和復合電源電池衰退率變化

5 結論

針對單一鋰電池電動微耕機在田間作業大倍率放電導致鋰電池組使用安全性變差和循環壽命變短的問題,本文采用鋰電池組和超級電容器組成復合電源系統作為電動微耕機的動力來源,采用合理的能量管理控制策略來減小核心部件鋰電池的衰退速率．

1) 基于超級電容輔能的復合電源電動微耕機能夠穩定工作,工作模式切換迅速,能夠滿足丘陵山地耕作需求．

2) 所制定的控制策略能夠對超級電容和鋰電池組的能量進行合理分配,超級電容的高比功率能夠更加充分地發揮其優勢,降低鋰電池輸出電流與輸出功率波動范圍,使電池的輸出電流更加平滑,減少了短時大電流對鋰電池的沖擊,有效改善鋰電池的放電狀態,降低了電池放電倍率,使得電池容量衰退率減小,達到了預期的控制目標．