动力电池匹配计算

电动汽车动力电池参数匹配研究作者：严永利周运强董晓文于志科赵慧玲吉海军来源：《中国科技博览》2018年第09期[摘要]随着纯电动汽车的大量应用，对电动车设计研发过程中的动力电池匹配设计要求也越来越高。

为保障电动汽车的整车续航里程等要求，就要求对电动汽车的动力电池进行合理的计算和匹配选型。

另外，动力电池是电动汽车整车的能量来源，整车所有的能量消耗都来自动力电池。

因此所选择的动力电池的类型、质量和各种技术参数都会影响电动汽车的整车性能，动力电池参数匹配主要包括电池容量、电池数目、电池电压等参数的匹配。

本文从实际出发，对电动汽车动力电池的匹配计算方法进行了深入的分析，为行业同仁在进行电动汽车动力电池参数匹配时提供可行的思路。

[关键词]电动汽车，动力电池，参数匹配中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0110-011 动力电池的匹配原则动力电池类型的选择要符合电动汽车的运行要求。

电动汽车要求动力电池具有较高的比能量和比功率，以满足电动汽车续驶里程和动力性的要求，同时也希望动力电池具有与汽车使用寿命相当的充放电循环寿命，拥有高效率、良好的性价比以及免维护特性。

目前可用于纯电动汽车的动力电池主要有铅酸蓄电池、金属氢化物镍蓄电池和锂离子蓄电池。

其中锂离子蓄电池的高能量和充放电速度快等优越性能得到越来越多的关注，是目前市场前景最好的一种产品。

动力电池的电压等级要与驱动电机的电压等级相一致，且满足电机电压变化的要求。

同时，由于电动空调、DC-DC、空调系统（PTC和压缩机）、电动真空泵和电动转向助力泵等附件也消耗一定的电能，所以电池组的总电压要大于驱动电机的额定电压。

动力电池一般有能量型和功率型两种，为满足电动汽车的行驶要求，采用能量型电池，匹配时主要考查电池的能量，即电池应具有足够大的容量，以增加车辆的续驶里程。

电池容量与其功率成正比，容量越大，其输出的功率也越大，所以其输出功率均能满足整车电力系统的要求，因此主要是根据其续驶里程来确定电池容量，并且确定的电池容量还须符合市场现有产品的标准，并通过对现有产品反复验证进行设计。

项目编号：项目名称：文档版本：版本履历目录1 目的 (4)2 范围 (4)3术语与定义 (4)4 职责 (4)4.1 整车 (4)4.2 电池系统部 (4)5 整车参数及性能要求 (4)5.1纯电动控制系统架构 (4)5.2车辆基本参数 (4)5.3主要计算公式 (5)6动力电池参数 (6)6.1动力电池匹配计算 (6)6.2动力电池主要参数 (7)1 目的明确车型动力电池系统性能参数。

2 范围本文件适应于江苏利维能电池系统有限公司。

3术语与定义无。

4 职责4.1 整车（过程所有者）：负责动力电池系统性能定位和目标。

4.2 电池系统部：负责对整车定位性能和目标转化为动力电池系统性能。

5 整车参数及性能要求5.1纯电动控制系统架构5.2车辆基本参数5.3主要计算公式驱动力计算：2cos sin 2D a at R C A u duF GfG m dt ρααδ=+++ (1) 车速和转速换算：03.60.377a m u i n r =(2) 驱动功率计算：t t aP F u = (3)其中：tF ——车辆的驱动力，N ；G ——车辆的总重量，N ；α——坡度，%；ρ——空气密度，24N s m -；a u ——车速，/m s ； t P ——驱动功率，W ；mn ——驱动电机轴的转速，/min r ；6动力电池参数6.1动力电池匹配计算首先给出等速工况整个过程中动力电池可以释放的电量的计算公式：N E SOC Q U= (8)式中：NQ ——动力电池的额定容量，Ah ；U ——动力电池的开路电压，V ； SOC ——动力电池的荷电状态；当车辆以40km/h 匀速行驶的情况下，后轮输出的驱动力见式（1），计算得到电机需要输出的力矩为：0t e T F rT i η=(9)式中：T η——传动系统的机械效率；根据40km/h 和Te ，通过查表得到电机的效率ηm ，同时根据式（3）计算得到车辆的驱动功率eP ，则目标续驶里程下需要的动力电池容量为：40obj eN m S P Q SOC U η=(10)式中：objS ——目标续驶里程，km ；选择目标续驶里程为240km ，动力电池所需要的最小容量为220Ah ，动力电池的能量为33.2 kwh 。

电动汽车动力匹配计算设计规范编制：年月日审核：年月日批准：年月日XXXX有限公司发布目录一、概述 (1)二、输入参数 (1)2.1 基本参数列表 (1)2.2 参数取值说明 (1)三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2)3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3)3.2 动力因数 (6)3.3 爬坡度曲线 (6)3.4 加速度曲线及加速时间 (7)3.5 驱动电机功率的确定 (7)3.6 主驱动电机选型 (8)3.7 主减速器比的选择 (8)参考文献 (9)一、概述汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。

动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。

动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。

因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。

二、输入参数2.1 基本参数列表进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。

下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。

表1动力匹配计算输入参数表。

2.2 参数取值说明1）迎风面积迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。

XXXX车型迎风面积为A一般取值5-8 m 2 。

2）动力传动系统机械效率根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。

采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。

3）滚动阻力系数f滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算：f ＝⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+4410100100a a u f u f f c其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。

ups匹配蓄电池计算公式UPS（不间断电源）是一种电力设备，用于提供电力保障，当电网停电或电压波动时，UPS能够自动切换至备用电池供电，以保证电器设备的正常运行。

蓄电池是UPS系统中的重要组成部分，起到储存电能的作用，因此需要根据UPS的需求来选择合适的蓄电池。

在选择UPS匹配蓄电池时，可以根据以下公式进行计算：蓄电池容量（Ah）= （负载功率（W）× 运行时间（h））/ 电池电压（V）其中，负载功率是指UPS系统所连接的设备的总功率，运行时间是指UPS系统需要提供电力保障的时间，电池电压是指蓄电池的额定电压。

根据这个公式，可以计算出需要的蓄电池容量。

例如，如果负载功率为500W，运行时间为2小时，电池电压为12V，那么蓄电池容量为（500 × 2）/ 12 = 83.33 Ah。

这意味着在给定的负载下，需要一块容量为83.33 Ah的蓄电池来提供2小时的电力保障。

根据实际情况，还需要考虑一些其他因素来选择合适的蓄电池。

首先，需要考虑负载的类型和特性。

不同的负载对电池的要求不同，例如，对于大功率负载，需要选择具有较高放电能力的蓄电池。

其次，需要考虑电池的寿命和可靠性。

一般来说，蓄电池的使用寿命较短，因此需要选择寿命较长、可靠性较高的蓄电池。

此外，还需要考虑蓄电池的充电时间和充电效率，以确保UPS系统在停电后能够迅速恢复供电。

在实际选择蓄电池时，可以参考一些常见的蓄电池类型，如铅酸蓄电池、锂离子蓄电池等。

铅酸蓄电池是一种常用的蓄电池类型，具有成本低、安全性高的特点，适用于一般的UPS系统。

而锂离子蓄电池则具有体积小、重量轻、寿命长等优点，适用于一些对体积和重量有要求的场合。

除了蓄电池容量外，还需要考虑UPS系统的额定功率。

额定功率是指UPS系统能够提供的最大功率，因此需要选择的蓄电池容量不能小于额定功率所需的最小容量，以确保UPS系统能够正常运行。

选择合适的蓄电池对于UPS系统的正常运行至关重要。

目录1 概述 (1)2 车载DC/DC变换器的设计和选用原则 (1)2.1 车载DC/DC变换器输出电流的确定 (1)2.2 车载DC/DC变换器的功率选取 (3)3．蓄电池容量的确定 (3)3.1蓄电池容量估算 (3)3.2 蓄电池选取 (4)4．总结 (4)电气系统匹配与计算说明书1 概述纯电动汽车电气系统的匹配设计中，低压辅助电源系统的设计和选配对整车低压电气系统的工作产生重要影响，尤其是辅助蓄电池和车载DC/DC变换器之间的充、放电的动平衡将直接影响车辆的低压电器设备的正常使用。

2车载DC/DC变换器的设计和选用原则根据整车所有低压负载电流，确定车载DC/DC变换器的额定输出电流，使整车低压电流系统达到电能动态平衡。

2.1 车载DC/DC变换器输出电流的确定车载DC/DC变换器输出的电流，常用以下计算公式：Imax＝（PW1＋PW2+ PW3）/13.8式中：Imax——车载DC/DC变换器额定最大输出电流PW1——长期负荷消耗的电流。

PW2——连续负荷消耗的电流。

PW3——短期负荷消耗的电流。

根据整车低压用电设备不同的工作特性，将其分为长期接通、连续接通和短期接通三种状况。

根据整车低压所有负载电流之和确定车载DC/DC变换器的输出额定电流，保证整个低压电气系统的输入与输出总电量的动态平衡，不同公司赋予不同的权值，如下表：表1长期接通电器部件表2连续接通电器部件表3短期接通电器部件低压总功率P= PW1＋PW2+ PW3整车低压所有负载电流Imax：I =P/U2.2 车载DC/DC变换器的功率选取为保证蓄电池可靠地充电，满足整车低压用电设备电量需要,达到整车低压充放电能量平衡, 车载DC/DC变换器输出电流要比整车低压负载电流稍大些,用来克服低压电路回路中存在的能量损失,故车载DC/DC变换器输出额定电流I=k×I(k为后备系数,一般k=1.2)。

以此选f定车型车载DC/DC变换器确定为XX实际选用的车载DC/DC变换器输出最大电流为145A，额定输出电流为110A。

动力电池使用效率计算公式随着电动汽车的普及，动力电池的使用效率成为了一个备受关注的话题。

动力电池使用效率的高低直接影响着电动汽车的续航里程和性能表现。

因此，了解动力电池使用效率的计算公式对于电动汽车制造商和消费者来说都是非常重要的。

动力电池使用效率可以通过以下公式进行计算：动力电池使用效率 = 实际续航里程 / 额定续航里程。

在这个公式中，实际续航里程是指电动汽车在实际道路条件下能够行驶的里程数，而额定续航里程则是电动汽车在理想条件下能够行驶的里程数。

通过这个公式，我们可以得知动力电池的使用效率，从而评估电动汽车的性能表现。

然而，动力电池使用效率并不仅仅取决于上述公式中的两个参数。

实际上，动力电池使用效率还受到许多其他因素的影响，包括但不限于电池的充放电效率、温度、车辆质量、驾驶习惯等。

因此，要准确计算动力电池使用效率，我们还需要考虑这些因素。

首先，电池的充放电效率是影响动力电池使用效率的一个重要因素。

电池的充放电效率是指电池在充电和放电过程中能够转化为电能的比例。

一般来说，电池的充放电效率越高，动力电池使用效率也就越高。

因此，要提高动力电池使用效率，我们需要选择充放电效率较高的电池。

其次，温度也是影响动力电池使用效率的一个重要因素。

电池的工作温度会影响其充放电效率和性能表现。

一般来说，电池在较高的温度下会有更好的性能表现，但是在过高的温度下会缩短电池的使用寿命。

因此，要提高动力电池使用效率，我们需要在合适的温度范围内使用电池。

此外，车辆质量和驾驶习惯也会对动力电池使用效率产生影响。

较重的车辆会消耗更多的能量，从而降低动力电池使用效率；而激烈的驾驶习惯也会加速电池的能量消耗，降低动力电池使用效率。

因此，要提高动力电池使用效率，我们需要选择较轻的车辆并养成良好的驾驶习惯。

综上所述，动力电池使用效率的计算公式可以帮助我们评估电动汽车的性能表现，但是要准确计算动力电池使用效率，我们还需要考虑电池的充放电效率、温度、车辆质量、驾驶习惯等因素。