HEV/PHEV/EV电池系统要求若干分析1

发表于 2011/1/27

下班前抽一点点空开个头，写下这篇文章。目前形形色色的业界情况，新闻资讯，产业计划让人眼花缭乱，因此需要去搞明白：什么样的车，什么样的电池系统是符合要求的；搞清楚了这一点，才能对光怪陆离的样车有个更为直接的理解。

先写参考文档为宜：

Traction Batteries for EV and HEV Applications
PHEV Component Requirements Summary
Battery Choices and Potential Requirements for Plug-In Hybrids
Impact of Drive Cycles on PHEV Component Requirements
Effect on Vehicle Performance of Extending the Constant Power Region of Electric Drive Motors

三种汽车对于电池的使用是存在差异的



1.HEV 运行模式：电池始终处于荷电保持中，及不单独要求对电池充电，由此称为CS（即”Charge Sustaining”）单一型。要求电池系统在55% SOC, 300,000 cycles寿命内，电池组能量输出保持300-500 Wh与脉冲功率保持25-40 kW (10 sec)输出能力 2.Plug-in HEV中的EV运行模式，电池需要单独运行和单独充电，称为荷电耗尽型（CD-B型）；要求电池提供的能量可以确保单独运行的距离为10-40英里, 且在1,000深循环中得到保持；

3.EV模式：全电池工作和充电要求，称为荷电耗尽（DC 即“Charge Depleting”）单一型；要求在1000次深循环中，可以输出确保车辆行驶300英里以上的距离。

PHEV有着向上或者向下工作模式的选择，因此这里存在着一些分化。如果电池变得更大，其实EREV更像电动车：


实质上，对于一颗电池而言，它是存在着较大的功率限制的。普通的折算，1KWh可以跑多少公里，前提是可以保证汽车的正常的工作性能，包括制动能量回收和维持整个功率系统工作，这样也就出现了这张图的限制



对于一个电池包而言，其单体存在着差异性。因此在设置SOC窗口的时候，是以整个包的SOC为依据的，因此在对整个包进行SOC窗口对功率验证。SOC过低时，无法满足动力总成的动力需求的时候，汽车的性能将会受到影响（当时汽车还能开）；SOC过高时，制动能量回收时，将使得部分单体进入过充状态，或者有相当部分的功率无法回收。因此BOL初始往往总是比较容易，最难的还是EOL的时候，当时各个单体的容量都会有不同，其SOC更加不平衡（打个比方，初期都有60块钱，后期有衰减，有点变为40，有的为55，此时相同的Energy意味着SOC差距较大，而且用掉相同的能量，SOC的变化也差异变大了）。

对于电池的需求，其实是从汽车整体分析，然后到功率总成，然后到电池包，然后到单体。



仿真和计算总是有必要的，可以大概估算出某个车子的大致的情况。至于寿命模型，EOL的情况，则太过复杂，定性的来看呢也可以根据现有的参考进行估计。