純電動汽車12V蓄電池選型淺析

郝曉華，張秀喬，劉 軍，李路遙，邱士哲，韓培樂，韓 飛，張慶斌

（領途汽車有限公司，河北 邢臺 054800）

1 純電動汽車與傳統汽車工況優劣分析

純電動乘用車使用過程中，輔助蓄電池時有虧電現象，導致車輛不能運行，尤其是北方冬季更加明顯，以下從純電動汽車較傳統汽車工況優劣分析，以有針對性地對純電動汽車12 V蓄電池進行選型。

1）充電穩定：傳統汽車的動力源來自于發動機，整車用電器由發電機提供低壓電源；純電動乘用車的動力來源于電池包，整車用電器是由車載DC／DC或車載充電機輔助電源或充電樁輔助電源提供，因此兩者的蓄電池充放電工況不同。

2）啟動電流小：傳統汽車的啟動需要起動機，以A00級轎車為例，冬季啟動電流值超過100多安培，一般規定每次啟動時間不超過5 s；純電動汽車的啟動不需要起動機，而是按一定的時序自檢整車高壓系統的絕緣電阻和接通各種高低壓接觸器等，啟動時間不超過5s，冬季啟動電流值不超過10 A。

3）環境惡劣：蓄電池一般安裝在前機艙內，純電動乘用車因沒有發動機發熱，機艙溫度與環境溫度基本一致，低溫下充放電狀況比傳統汽車惡劣但高溫下優于傳統燃油汽車。

4）放電工況多：傳統汽車加油時不需要發動汽車，加油時間短，蓄電池處于放電狀態；純電動乘用車充電分快充和慢充，慢充需要6～8 h，快充需要0.5～3 h，電池包、車載充電機、組合儀表、T-BOX等電器在工作，蓄電池處于充電或放電狀態 （視整車策略而定）。

5）靜態功耗略大：純電動乘用車滿足國標上傳數據給國家監控平臺和車輛網需求滿足遠程監控等功能，T-BOX在整車休眠后仍然需要間斷性喚醒；純電動乘用車的制動系統真空助力源由電動真空泵提供，每次低壓上電后啟動運行，在DC／DC沒工作前由蓄電池供電，之后兩者共同供電；傳統汽車的制動系統真空助力源是發動機，不需要供電。

6）相同處：常規電器功能如燈光信號、空調、門窗、方向盤電動助力，ABS等電器系統與傳統汽車相同。

根據上述分析，純電動汽車較傳統燃油汽車啟動電流小，但靜態功耗略大，放電工況多且工作環境差，因此純電動乘用車重點考慮電池容量和電池低溫性能。以下為選型計算。

2 整車靜態電流計算

整車各用電器休眠電流設計值見表1。

表1 整車各用電器休眠電流設計值

計算得出整車靜態休眠電流21 mA。

3 整車用電計算

1）設定車輛放置時間T=20天

根據人們出行需求，上班族工作日一定會使用車輛，如城市限單雙號，一周車輛至少會使用2天，鄉鎮地區使用頻率相對較低，一周按照一次使用。如車輛長途運輸，根據現在交通方便性15天肯定可以到達目的地，因此我們以20天放置為目標值。

2）蓄電池容量按90%計算

由于以下原因，蓄電池電容量不可能達到90%：①蓄電池自放電；②鎖車后，遠光燈延遲30s關閉；③電池鎖車后BCM 1 min后休眠。

3）車輛放置20天耗電量計算

根據公式C耗=I休×20×24，C耗=10.08 Ah。

4 電池選型

1）電池容量計算

為了保護電池，應對電池采用淺沖淺放的原則，最大放電程度按照SOC剩余60%計算，C總=C耗／（0.9-0.6-0.001×20），C總=36 Ah。

2）溫度影響

以上計算結果為蓄電池常溫25℃時計算結果，華北區域大部分溫度在0℃以上，通過試驗和數據所得，0℃蓄電池可以放出常溫容量的75%，通過計算36÷75%=48 Ah。

3）蓄電池額定容量選擇

通過計算，電池容量不能低于48 Ah，根據國家標準《GBT 5008.2-2013起動用鉛酸蓄電池 第2部分：產品品種規格和端子尺寸、標記》中產品品種規格 （見表2），需選用額定容量為48或50 Ah的蓄電池。

考慮實際情況：①純電動汽車布置較為緊湊，空間有限；②整車成本較高，經濟壓力大；③市場車輛對標和市場占有率，因此選用額定容量為45 Ah蓄電池。

表2 GBT 5008.2-2013產品規格

5 建議

1）考慮實際使用情況，建議取消此大燈伴我回家功能或者增加光線傳感器。

2）常溫25℃，車輛放置超過20天時間，需要切斷電池負極，否則影響車輛啟動和蓄電池壽命。

3）華北區域冬天正常最低溫度-20℃左右，通過試驗和數據所得，-20℃蓄電池可以放出常溫容量的45%，通過計算C總=0.45×（0.9-0.6-（0.001T））／24T，得出T=11天，華北區域超過11天車輛不使用，需要將蓄電池負極斷開。

4）電池工作溫度為-30℃～60℃，東北地區正常最低溫度-40℃左右，建議低于-30℃當天將蓄電池負極斷開。