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电动汽车电池数量计算及电池组确定

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  • 发布时间:2017/12/19 17:25:24
  • 作者:ly_yinhe

  电动汽车电池数量与选定的电池的总能量、电池电压、单体电池容量有关,而电池组数与总电压、电池单体电压和电池总数量有关。因此确定电动电车电池数量及电池组必须综合计算考虑,下面本文就对电池数量及电池组数量计算进行介绍。

电动汽车电池系统总能量确定

  根据设计确定了车辆的总续驶里程,也就确定了车辆总电能。理论需要的总电能为Q':

Q'=MSφ

  式中:

  M——为车辆总质量;

  φ——为单位质量能耗系数;

  S——为目标续驶里程。

  此时得到的是一个理论需要电能值。为了保证车辆在一个行驶周期后还有一定的富裕电量,同时还要避免温度等外界因素对电池的影响,通常根据理论进行一系列的计算,在电池的理论总能量之前乘以一个系数ζ,作为整车的总电能系数。通常这个系数选择1.2~1.3,即

Q=ζQ'

电动汽车总电压的确定

  电动汽车的总电压的选择与车辆的类型有关,还与车辆的行驶性能有关。电动汽车的电压等级越高,获取同等功率的电流就越小,反之电压等级越低,获取同等功率的电流就越大。电压等级高,对车辆的绝缘要求就会增加,车辆的防护、线路的绝缘等级及车辆的绝缘性能等要求就更加苛刻,成本相应增加。如果电流过大,则电动汽车的线路损耗越大,电能的利用率就会下降。确定一个合适的电压,有利于降低车辆成本,提高车辆的电能利用效率。

  目前国内电动汽车的电压常用值较为繁多,一般来说,车辆总质量越大,电压选择就相应较高,反之,可以选择较低的电压。下表为常用的电压等级。

电动汽车常用电压等级

电动车类型 参考电压等级/V 常用电压/V
电动工具车 48~160 48、60、72、120
电动旅游观光车 48~220 60、72、120
小型电动轿车 150~450 180、220、300、320、400
电动客车 250~680 320、400、480、500、520、600、650
电动货车 300~720

480、500、520、600、650

  由于目前电动汽车没有大规模生产,电动汽车电压的选择还与所选用的电动机和电动机控制器的标称电压有关。

确定电动汽车电池的单体容量

  电池的单体容量与电池种类有关,还与电池常见的生产规格有关,因而,对于电池单体容量确定的过程,即是选择电池的过程。电池单体容量选择时需要考虑的因素主要如下。

01电池的均衡性

  电池的均衡性是影响电池组寿命的关键因素。电池单体容量越大,制造出的电池的差异就越大,一致性越差。反之,电池单体容量越小,电池的差异性就越小,容易实现电池的一致性。

02电池管理系统的要求

  电池管理系统是通过管理每一个电池单元实现对电池组的管理的。电池管理系统要对 每一个电池单元的电压、温度、容量等参数的监控,如果选择的单体电池容量过小,导致电池管理系统的端子数增加,也就增加了电池管理系统的复杂性,进而影响电池管理系统的可靠性和整体造价。

03电池的安全性

  有数据表明,电池单体做的越大,其安全性能下降的速度就要超过电池容量增加的速度。也就是说,单体电池制作的越大,其安全性就会下降。安全性不但与电池的差异性有关,更与电池单体散热有关。

04 车辆电池安装位置和空间的限制

  对于电动汽车来说,电池的布置是一项非常复杂的课题,由于电动汽车也要尽可能地增加乘坐空间或有效载荷空间,还要考虑整车载荷分配。电池的安装空间不可能无限制地增大,对于电池来说,选择合适尺寸的电池,有利于电池的安装和装配,也就合理地利用了有限的电池安装空间。

05考虑电池组合后总体能量与设计容量差别

  由于单体电池容量是固定的,因此成组之后的总电量并不一定就是所需的电池总电量。因此在选择单体容量时还要通过计算,选择组合后能最接近预期的总电量的电池。

确定电动汽车电池的单体数量

  确定电池的总体数量需要反复运算。

01根据总电压和电池单体电压确定电池单体总数

  用选用的额定总电压除以单体电池的电压,即可以得出电池单元的数量了。此时得到的电池单元数需要进行规整,尽可能满足使每个电池箱的电池容量和数目相等,而且又能够尽量减少电池管理系统的分模块数量。

02根据总电量和单体电池电量确定电池单体总数

  确定了总电池能量和单体电池容量后,就可以直接用总电池能量除以单体电池电能,得出单体电池的总数量了。但此时得到的这个数也仅仅是一个参考数值,也需要考虑电池单体配成电池单元和电池组的影响,并通过计算取整。

  综合考虑电动汽车电池单元数、电池管理系统、电池组数、电池箱的一致性等因素,就可以对总体的电池数进行确定。按照此方法确定电池组合后,电池总的容量与所选定的电池总容量相差很小,而且每个电池箱的容量一致性较好,所需要的电池管理系统模块最小。