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第3章 车辆对动力电池的要求 3.1 电动车辆驱动力的主要影响因素 3.2 动力电池的能量和功率需求 3.3 动力电池评价参数 3.1 电动车辆驱动力的主要影响因素 电动汽车由动力电池组输出电能给驱动电机,驱动电机输出功率,用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力以及由行驶条件决定的外阻力消耗的功率,实现能量的转换和车辆驱动。 3.2 动力电池的能量和功率需求 动力电池组的储能量是有限的,为了满足车辆行驶的需要,高的能量存储量对于各种电动车辆都是需要的。电动车辆的应用主要分成两类,场地车辆和道路车辆。下面分别进行说明。 3.2 动力电池的能量和功率需求-纯电动场地车辆 纯电动场地车辆的道路运行工况通常是事先确定的。例如,用于搬运货物的电动叉车在工作时间之内,自身移动和搬运货物的路程是特定的。因此,在这种应用条件下,可以精确地计算出执行具体任务时车辆所需的能量。 顾客为车辆制造商提供了数据,这些数据可以确定车辆完成具体搬运货物等任务时电池所需的能量。这些数据包括:① 在平路上行驶的里程。② 任何斜坡的坡道。③ 货物的重量以及提升的高度。 3.2 动力电池的能量和功率需求-纯电动道路车辆 1)动力电池组要有足够的能量和容量,以保证典型的连续放电不超过1C,典型峰值放电一般不超过3C;如果电动汽车上安装了回馈制动,动力电池组必须能够接受高达5C以上的脉冲电流充电。 2)动力电池要能够实现深度放电(如80%DOD)而不影响其使用寿命,在必要时能实现满负荷功率和全放电。 3)需要安装电池管理系统和热管理系统,显示动力电池组的剩余容量和实现温度控制。 4)由于动力电池组的体积和质量大,电池箱的设计、动力电池的空间布置和安装问题都需要根据整车的空间、前后轴荷的配比进行具体的设计。 3.2 动力电池的能量和功率需求-混合动力电动车辆 由于混合动力汽车构型的不同,串联式和并联式混合动力汽车对电池的要求又有差别。 1)串联式混合动力汽车完全由电动机驱动,内燃机—发电机与电池组一起提供电动机需要的电能,电池SOC处于较高的水平,对电池的要求与纯电动汽车相似,但容量要求小,功率特性要求根据整车需求与电池容量确定。总体而言,动力电池容量越小,对其大倍率放电的要求越高。 2)并联式混合动力汽车内燃机和电动机可直接对车轮提供驱动力,整车的驾驶需求可以通过不同的动力组合来满足。动力电池的容量可以更小,但是电池组瞬时提供的功率要满足汽车加速或爬坡要求,电池的最大放电电流有时可能高达20C以上。 3.2 动力电池的能量和功率需求-混合动力电动车辆 在不同构型的混合动力汽车上,由于工作环境、汽车构型、工作模式的复杂性,对混合动力汽车用动力电池提出统一的要求是比较困难的,但一些典型、共性的要求可以归纳如下: 1)动力电池的峰值功率要大,能短时、大功率充放电。 2)循环寿命要长,至少要满足5年以上的电池使用寿命,最佳设计是与电动汽车整车同寿命。 3)电池的SOC应尽可能保持在50%~85%的范围内工作。 4)需要配备电池管理系统,包括热管理系统。 3.3 动力电池评价参数 从使用角度而言,动力电池的应用可以总结为以下7个特点。 (1)高能量 (2)高功率 (3)长寿命 (4)低成本 (5)安全性好 (6)工作温度适应性强 (7)可回收性好 3.3 动力电池评价参数 从使用角度而言,动力电池的应用可以总结为以下7个特点。 (1)高能量 (2)高功率 (3)长寿命 (4)低成本 (5)安全性好 (6)工作温度适应性强 (7)可回收性好
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