電動車電池容量匹配規範

2022-06-20 23:36:06 字數 2780 閱讀 4486

1 概述

動力電池作為純電動汽車的唯一能量**,動力電池的匹配對整車動力性和經濟性都有較大影響。動力電池的容量、比功率等引數選擇越大,汽車儲能能力就越強,純電動行駛里程越大。但是引數選擇越大,勢必使得電池質量增大,而又影響了整車效能且大大增加了成本,因此動力電池匹配優化非常重要。

本規範將指導在本公司純電動客車設計中,動力電池匹配的方法。

2術語能量型蓄電池

以高能量密度為特點,主要用於高能量輸出的蓄電池。

功率型蓄電池

以高功率密度為特點,主要用於瞬間高功率輸出、輸入的蓄電池。

容量恢復能力

蓄電池在一定的溫度條件下,儲存一段時間後再充電,其後放電容量與額定容量之比。

充電終止電流

在指定恆壓充電時,蓄電池終止充電時的電流。

i放電能量

3蓄電池在20°c±5°c溫度下,以1i3(a)電流放電,達到終止電壓是所放出的能量(wh)。此值可從電壓-容量曲線的覆蓋面積積分求得,要求至少50個等值時間間隔點,或用積分儀直接求得。

3蓄電池要求

3.1 單體

a) 外觀:不得有變形及裂紋,表面平整、乾燥、無外傷、無汙物,標誌清晰、

正確。b) 外形尺寸及質量:蓄電池外形尺寸、質量應符合生產企業提供的技術條件。

c) 20°c放電容量:容量不能低於企業提供的技術條件中規定的額定容量值,

也不能高於額定值的110%。

d) -20°c放電容量:容量不能低於企業提供的技術條件中規定的額定容量值的

70%。

e) 55°c放電容量:容量不能低於企業提供的技術條件中規定的額定容量值的

70%。

f) 20°c倍率放電容量:對於功率型容量不能低於企業提供的技術條件中規定

的額定容量值的90%;對於能量型容量不能低於企業提供的技術條件中規定的額定容量值的80%;

g) 常溫與高溫荷電保持與容量恢復能力:常溫與高溫荷電保持率不低於額定值

的80%;容量恢復能力不低於額定值的90%。

h) 安全性:滿足相關標準實驗要求,不**、不**、不洩露。

3.2 電池組模組

a) 外觀:不得有變形及裂紋,表面平整、乾燥、無外傷、無汙物,排列整齊、

連線可靠、標誌清晰、正確。

b) 外形尺寸及質量:蓄電池外形尺寸、質量應符合生產企業提供的技術條件。

c) 20°c放電容量:電池組模組總容量不能低於企業提供的技術條件中規定的

額定容量值,也不能高於額定值的110%。

d) 簡單模擬工況:分析電池組模組單體一致性。

e) 耐振動性:電池組模組在振動試驗中不能發生電流銳變、電壓異常、蓄電池

殼體變形、電解液溢位等現象,並保持連線可靠、結構完好,不允許裝機鬆動。

f) 安全性:滿足相關標準實驗要求,不**、不**、不洩露。

4 電池組匹配

4.1 電池組總容量的確定

電池組的總容量決定了整車的續駛里程,匹配大容量的電池組可以增加續駛里程,但同時會增加整車重量並大大增加成本,所以合理的匹配電池容量對提公升整車效能非常重要。

對於m2類的純電動客車,計算整車的續駛里程引用gb/t 18386 電動汽車能量消耗率和續駛里程標準,即採用等速法(40km/h)和續駛里程設計目標值反向計算

電池容量。具體計算方法如下:

設:續駛里程設計目標值d (km ),整車形式傳動效率ηt ,電機工作效率ηe ,電池放電效率ηb ,電池組總容量e (kwh ),整車在40km/h 負載穩定行駛輸出功率為p 40(kw ),由能量平衡可得下方程式:

e ×ηt ×ηe ×ηb = p 40×(d/40)

則電池總容量為:

be t d p e ηηη××××=40401) 注:整車負載按gb/t 18386 電動汽車能量消耗率和續駛里程標準載入,即: a) 如果最大允許裝載質量小於或等於180kg ,按最大裝載質量載入;

b) 如果最大允許裝載質量大於180kg ,但小於360kg ,按180kg 載入;

c) 如果最大允許裝載質量大於360kg ,按最大裝載質量的一半載入;

4.2 電池組的連線形式

單體電池的工作電壓較低,一般不會直接併聯供電,故電池組連線可分為串聯和串聯後併聯的混連兩種方式。根據電動車電機的最大電壓和最大電流確定,一般原則是串聯後電池組的輸出電壓與電機最大電壓接近,以匹配功率驅動元件的效能。根據電池組的總容量和驅動電機的最大工作電流確定併聯組數(參考下4.

3述)。

4.3 單體電池最大放電電流

設驅動電機最大工作電流為i m ,電池組併聯組數為n ,則單體電池最大放電電流

為:i d =ε*i m /n2)

其中,ε為放電安全係數,取1.1-1.4 。

求出的單體電池最大放電電流i d 數值也即單體電池的標稱容量,等於1ca 放電

工況下電池的放電電流。

4.4 單體電池的個數

由式(1)和式(2)分別求出電池組總容量和單體電池容量後,可以簡單計算出單體電池的個數n :

hi e n d 16.3××=

(3) 5 電池組使用其他注意事項

5.1 電池管理系統配置方案(參考):

1) 電池管理系統設定單體電池充電報警電壓為3.65v ,切斷電壓為3.9v 。

2) 電池管理系統設定單體電池放電報警電壓為 3.0v (80%dod ),切斷電壓

為2.5v 。

3) 必須做好bms 與充電機和電機控制器之間的通訊連線,確保電池不過充

電、不過放電。

5.2 充電機配置方案:

為保證電池安全使用,必須根據電池廠商提出的電池各項保護引數要求確定充電機最終選型。充電機必須在管理系統實時監控下完成充電工作。推薦充電機廠家與電源管理系統廠家配套。

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