电动车电池容量匹配规范

1 概述

动力电池作为纯电动汽车的唯一能量来源，动力电池的匹配对整车动力性和经济性都有较大影响。动力电池的容量、比功率等参数选择越大，汽车储能能力就越强，纯电动行驶里程越大。但是参数选择越大，势必使得电池质量增大，而又影响了整车性能且大大增加了成本，因此动力电池匹配优化非常重要。本规范将指导在本公司纯电动客车设计中，动力电池匹配的方法。

2术语

能量型蓄电池

以高能量密度为特点，主要用于高能量输出的蓄电池。

功率型蓄电池

以高功率密度为特点，主要用于瞬间高功率输出、输入的蓄电池。

容量恢复能力

蓄电池在一定的温度条件下，储存一段时间后再充电，其后放电容量与额定容量之比。

充电终止电流

在指定恒压充电时，蓄电池终止充电时的电流。

I

放电能量

3

蓄电池在20°C±5°C温度下，以1I3（A）电流放电，达到终止电压是所放出的能量（Wh）。此值可从电压-容量曲线的覆盖面积积分求得，要求至少50个等值时间间隔点，或用积分仪直接求得。

3蓄电池要求

3.1 单体

a) 外观：不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外伤、无污物，标志清晰、

正确。

b) 外形尺寸及质量：蓄电池外形尺寸、质量应符合生产企业提供的技术条件。

c) 20°C放电容量：容量不能低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值，

也不能高于额定值的110%。

d) -20°C放电容量：容量不能低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值的

70%。

e) 55°C放电容量：容量不能低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值的

70%。

f) 20°C倍率放电容量：对于功率型容量不能低于企业提供的技术条件中规定

的额定容量值的90%；对于能量型容量不能低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值的80%；

g) 常温与高温荷电保持与容量恢复能力：常温与高温荷电保持率不低于额定值

的80%；容量恢复能力不低于额定值的90%。

h) 安全性：满足相关标准实验要求，不爆炸、不起火、不泄露。

3.2 电池组模块

a) 外观：不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外伤、无污物，排列整齐、

连接可靠、标志清晰、正确。

b) 外形尺寸及质量：蓄电池外形尺寸、质量应符合生产企业提供的技术条件。

c) 20°C放电容量：电池组模块总容量不能低于企业提供的技术条件中规定的

额定容量值，也不能高于额定值的110%。

d) 简单模拟工况：分析电池组模块单体一致性。

e) 耐振动性：电池组模块在振动试验中不能发生电流锐变、电压异常、蓄电池

壳体变形、电解液溢出等现象，并保持连接可靠、结构完好，不允许装机松动。

f) 安全性：满足相关标准实验要求，不爆炸、不起火、不泄露。

4 电池组匹配

4.1 电池组总容量的确定

电池组的总容量决定了整车的续驶里程，匹配大容量的电池组可以增加续驶里程，但同时会增加整车重量并大大增加成本，所以合理的匹配电池容量对提升整车性能非常重要。

对于M2类的纯电动客车，计算整车的续驶里程引用GB/T 18386 电动汽车能量消耗率和续驶里程标准，即采用等速法（40Km/h）和续驶里程设计目标值反向计算

电池容量。具体计算方法如下：

设：续驶里程设计目标值D （Km ），整车形式传动效率ηT ，电机工作效率ηe ，电池放电效率ηb ，电池组总容量E （Kwh ），整车在40Km/h 负载稳定行驶输出功率为P 40（Kw ），由能量平衡可得下方程式：

E ×ηT ×ηe ×ηb = P 40×（D/40）

则电池总容量为：

b

e T D P E ηηη××××=4040 （1） 注：整车负载按GB/T 18386 电动汽车 能量消耗率和续驶里程标准加载，即： a) 如果最大允许装载质量小于或等于180Kg ，按最大装载质量加载；

b) 如果最大允许装载质量大于180Kg ，但小于360Kg ，按180Kg 加载；

c) 如果最大允许装载质量大于360Kg ，按最大装载质量的一半加载；

4.2 电池组的连接形式

单体电池的工作电压较低，一般不会直接并联供电，故电池组连接可分为串联和串联后并联的混连两种方式。根据电动车电机的最大电压和最大电流确定，一般原则是串联后电池组的输出电压与电机最大电压接近，以匹配功率驱动元件的性能。根据电池组的总容量和驱动电机的最大工作电流确定并联组数（参考下4.3述）。

4.3 单体电池最大放电电流

设驱动电机最大工作电流为I m ，电池组并联组数为n ，则单体电池最大放电电流

为：

I d =ε*I m /n （2）

其中，ε为放电安全系数，取1.1-1.4 。

求出的单体电池最大放电电流I d 数值也即单体电池的标称容量，等于1CA 放电

工况下电池的放电电流。

4.4 单体电池的个数

由式（1）和式（2）分别求出电池组总容量和单体电池容量后，可以简单计算出单体电池的个数n ：

h

I E n d 16.3××=

(3) 5 电池组使用其他注意事项

5.1 电池管理系统配置方案（参考）：

1) 电池管理系统设置单体电池充电报警电压为3.65V ，切断电压为3.9V 。

2) 电池管理系统设置单体电池放电报警电压为 3.0V （80%DOD ），切断电压

为2.5V 。

3) 必须做好BMS 与充电机和电机控制器之间的通讯连接，确保电池不过充

电、不过放电。

5.2 充电机配置方案：

为保证电池安全使用，必须根据电池厂商提出的电池各项保护参数要求确定充电机最终选型。充电机必须在管理系统实时监控下完成充电工作。推荐充电机厂家与电源管理系统厂家配套。