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電動汽車電池數(shù)量計算及電池組確定

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  • 發(fā)布時間:2017/12/19 17:25:24
  • 作者:ly_yinhe

  電動汽車電池數(shù)量與選定的電池的總能量、電池電壓、單體電池容量有關(guān),而電池組數(shù)與總電壓、電池單體電壓和電池總數(shù)量有關(guān)。因此確定電動電車電池數(shù)量及電池組必須綜合計算考慮,下面本文就對電池數(shù)量及電池組數(shù)量計算進行介紹。

電動汽車電池系統(tǒng)總能量確定

  根據(jù)設(shè)計確定了車輛的總續(xù)駛里程,也就確定了車輛總電能。理論需要的總電能為Q':

Q'=MSφ

  式中:

  M——為車輛總質(zhì)量;

  φ——為單位質(zhì)量能耗系數(shù);

  S——為目標續(xù)駛里程。

  此時得到的是一個理論需要電能值。為了保證車輛在一個行駛周期后還有一定的富裕電量,同時還要避免溫度等外界因素對電池的影響,通常根據(jù)理論進行一系列的計算,在電池的理論總能量之前乘以一個系數(shù)ζ,作為整車的總電能系數(shù)。通常這個系數(shù)選擇1.2~1.3,即

Q=ζQ'

電動汽車總電壓的確定

  電動汽車的總電壓的選擇與車輛的類型有關(guān),還與車輛的行駛性能有關(guān)。電動汽車的電壓等級越高,獲取同等功率的電流就越小,反之電壓等級越低,獲取同等功率的電流就越大。電壓等級高,對車輛的絕緣要求就會增加,車輛的防護、線路的絕緣等級及車輛的絕緣性能等要求就更加苛刻,成本相應(yīng)增加。如果電流過大,則電動汽車的線路損耗越大,電能的利用率就會下降。確定一個合適的電壓,有利于降低車輛成本,提高車輛的電能利用效率。

  目前國內(nèi)電動汽車的電壓常用值較為繁多,一般來說,車輛總質(zhì)量越大,電壓選擇就相應(yīng)較高,反之,可以選擇較低的電壓。下表為常用的電壓等級。

電動汽車常用電壓等級

電動車類型 參考電壓等級/V 常用電壓/V
電動工具車 48~160 48、60、72、120
電動旅游觀光車 48~220 60、72、120
小型電動轎車 150~450 180、220、300、320、400
電動客車 250~680 320、400、480、500、520、600、650
電動貨車 300~720

480、500、520、600、650

  由于目前電動汽車沒有大規(guī)模生產(chǎn),電動汽車電壓的選擇還與所選用的電動機和電動機控制器的標稱電壓有關(guān)。

確定電動汽車電池的單體容量

  電池的單體容量與電池種類有關(guān),還與電池常見的生產(chǎn)規(guī)格有關(guān),因而,對于電池單體容量確定的過程,即是選擇電池的過程。電池單體容量選擇時需要考慮的因素主要如下。

01電池的均衡性

  電池的均衡性是影響電池組壽命的關(guān)鍵因素。電池單體容量越大,制造出的電池的差異就越大,一致性越差。反之,電池單體容量越小,電池的差異性就越小,容易實現(xiàn)電池的一致性。

02電池管理系統(tǒng)的要求

  電池管理系統(tǒng)是通過管理每一個電池單元實現(xiàn)對電池組的管理的。電池管理系統(tǒng)要對 每一個電池單元的電壓、溫度、容量等參數(shù)的監(jiān)控,如果選擇的單體電池容量過小,導(dǎo)致電池管理系統(tǒng)的端子數(shù)增加,也就增加了電池管理系統(tǒng)的復(fù)雜性,進而影響電池管理系統(tǒng)的可靠性和整體造價。

03電池的安全性

  有數(shù)據(jù)表明,電池單體做的越大,其安全性能下降的速度就要超過電池容量增加的速度。也就是說,單體電池制作的越大,其安全性就會下降。安全性不但與電池的差異性有關(guān),更與電池單體散熱有關(guān)。

04 車輛電池安裝位置和空間的限制

  對于電動汽車來說,電池的布置是一項非常復(fù)雜的課題,由于電動汽車也要盡可能地增加乘坐空間或有效載荷空間,還要考慮整車載荷分配。電池的安裝空間不可能無限制地增大,對于電池來說,選擇合適尺寸的電池,有利于電池的安裝和裝配,也就合理地利用了有限的電池安裝空間。

05考慮電池組合后總體能量與設(shè)計容量差別

  由于單體電池容量是固定的,因此成組之后的總電量并不一定就是所需的電池總電量。因此在選擇單體容量時還要通過計算,選擇組合后能最接近預(yù)期的總電量的電池。

確定電動汽車電池的單體數(shù)量

  確定電池的總體數(shù)量需要反復(fù)運算。

01根據(jù)總電壓和電池單體電壓確定電池單體總數(shù)

  用選用的額定總電壓除以單體電池的電壓,即可以得出電池單元的數(shù)量了。此時得到的電池單元數(shù)需要進行規(guī)整,盡可能滿足使每個電池箱的電池容量和數(shù)目相等,而且又能夠盡量減少電池管理系統(tǒng)的分模塊數(shù)量。

02根據(jù)總電量和單體電池電量確定電池單體總數(shù)

  確定了總電池能量和單體電池容量后,就可以直接用總電池能量除以單體電池電能,得出單體電池的總數(shù)量了。但此時得到的這個數(shù)也僅僅是一個參考數(shù)值,也需要考慮電池單體配成電池單元和電池組的影響,并通過計算取整。

  綜合考慮電動汽車電池單元數(shù)、電池管理系統(tǒng)、電池組數(shù)、電池箱的一致性等因素,就可以對總體的電池數(shù)進行確定。按照此方法確定電池組合后,電池總的容量與所選定的電池總?cè)萘肯嗖詈苄?,而且每個電池箱的容量一致性較好,所需要的電池管理系統(tǒng)模塊最小。


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