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混合电动车用MH—Ni电源系统若干问题探讨(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/2/17 14:22:45   

0 引言

氢镍(MH—Ni)电池目前是混合电动车用的主流电池。随着经济与科技的发展,我国在混合电动车的研制方面取得了较大程度的进展,目前混合电动客车正逐步走向市场。针对混合电动车用MH—Ni电源,在选择和应用方面,各家都有一些不同的见解,主要集中在几个问题上,如SOC的判断精度、电池的一致性等。根据我们产品近年来在混合电动车上的实际配套应用,积累了一些经验,提出了自己的一些看法,与大家共同探讨。

1 混合电动车用电源的选择

在此主要讨论的是对混合电动车用电池容量和功率的选择,以MH—Ni电池为例,但对其他混合电动车用电池也有一定的参考价值。

1.1 电池容量的选择

不同的整车设计,对电池的需求是不同的。目前混合电动车主要有微混合(42V电源系统)、全混合等,全混合又包括串联型、并联型、混联型,以及外接充电式(PHEV)等。相对而言,并联型对电池容量的要求较低,串联型和PHEV要求的容量较高。无论何种形式的电动车,其对电池容量需求的计算方法是大致相同的,即根据电池的实际运行工况来计算所需要的电池容量。

例如,对于北京工况,其具体制度为:

a:160A放电30s,休息100s;b:40A充电30s,休息100s(循环17次);c:50A充电30s,190A放电40s(循环4次);d:休息80s;e:50A充电30s,休息103s(循环6次)。

从上面的工况循环可以看出,连续充电或放电中输出容量最高的是c步(达到6.77Ah)。在HEV中MH—Ni电池的正常应用SOC范围为30%~80%(日本丰田Prius车应用为40%的容量)。假设在b步后电池SOC达到中间状态55%SOC,此时电池从55%SOC放电到最低点30%SOC,至少要放出6.77Ah的容量。则所需电池的最低容量为:

6.77Ah/(55%一30%)=27.08Ah在实际选择过程中,考虑到电池的寿命和应用可靠性,一般要有一定的冗余,根据美国Freedom—CAR混合电动车用电池检测手册,冗余可以定为30%。则电池的容量应为:

27.08Ahxl30%=35.2Ah即应该选用35Ah左右的电池。

车上有其他附属电器时(如空调),应当考虑其相应的功耗,再进行计算。

1.2 电池功率的选择

混合电动车对电池的功率相对要求较高。对电池来说,提高电池的功率相应就要提高电池的成本,或重量,或体积。对于整车来说,只要电池的功率能够满足应用要求即可,不适宜过度追求指标。同样根据上面的北京工况,选择电池的容量为35Ah。根据最恶劣的情况计算所需要的电池功率。c步所要求功率最高,放电电流为190A,持续时间40s。假设在30%SOC下需要满足此要求,电池放电最低电压不低于0.9V。电池的放电倍率为:190A/35Ah=5.4C

来源:电源在线网
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