混合電動車用MH—Ni電源系統若干問題探討
0 引言
氫鎳(MH—Ni)電池目前是混合電動車用的主流電池。隨著經濟與科技的發展,我國在混合電動車的研制方面取得了較大程度的進展,目前混合電動客車正逐步走向市場。針對混合電動車用MH—Ni電源,在選擇和應用方面,各家都有一些不同的見解,主要集中在幾個問題上,如SOC的判斷精度、電池的一致性等。根據我們產品近年來在混合電動車上的實際配套應用,積累了一些經驗,提出了自己的一些看法,與大家共同探討。
1 混合電動車用電源的選擇
在此主要討論的是對混合電動車用電池容量和功率的選擇,以MH—Ni電池為例,但對其他混合電動車用電池也有一定的參考價值。
1.1 電池容量的選擇
不同的整車設計,對電池的需求是不同的。目前混合電動車主要有微混合(42V電源系統)、全混合等,全混合又包括串聯型、并聯型、混聯型,以及外接充電式(PHEV)等。相對而言,并聯型對電池容量的要求較低,串聯型和PHEV要求的容量較高。無論何種形式的電動車,其對電池容量需求的計算方法是大致相同的,即根據電池的實際運行工況來計算所需要的電池容量。
例如,對于北京工況,其具體制度為:
a:160A放電30s,休息100s;b:40A充電30s,休息100s(循環17次);c:50A充電30s,190A放電40s(循環4次);d:休息80s;e:50A充電30s,休息103s(循環6次)。
從上面的工況循環可以看出,連續充電或放電中輸出容量最高的是c步(達到6.77Ah)。在HEV中MH—Ni電池的正常應用SOC范圍為30%~80%(日本豐田Prius車應用為40%的容量)。假設在b步后電池SOC達到中間狀態55%SOC,此時電池從55%SOC放電到最低點30%SOC,至少要放出6.77Ah的容量。則所需電池的最低容量為:
6.77Ah/(55%一30%)=27.08Ah在實際選擇過程中,考慮到電池的壽命和應用可靠性,一般要有一定的冗余,根據美國Freedom—CAR混合電動車用電池檢測手冊,冗余可以定為30%。則電池的容量應為:
27.08Ahxl30%=35.2Ah即應該選用35Ah左右的電池。
車上有其他附屬電器時(如空調),應當考慮其相應的功耗,再進行計算。
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