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第11章 动力电池系统设计及使用 11.1 电动车辆能耗经济性评价参数 11.2 电池系统与整车的匹配方法 11.3 电池包结构与设计 11.4 动力电池系统充电方法 11.5 动力电池的梯次利用与回收 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 动力电池组是电动车辆的重要能量来源，是纯电动车辆的唯一能量来源。在车辆与电池系统的匹配中，首先需要关注并了解电动车辆的能耗评价指标。 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 （1）续驶里程 续驶里程是纯电动汽车动力电池组充满电后可连续行驶的里程，可分为等速续驶里程和循环工况续驶里程。等速通常采用40km/h或60km/h作为标准。循环工况则根据车辆的使用环境进行选择，常用的包括欧洲15工况、日本10工况、中国客车6工况等。此项指标对于酆掀兰鄣缍糐P〗车动力电池组、电机、传动系统效率及电动汽车实用性具有积极意义。但由于此项指标同电动汽车电池组装车容量及电压水平有关，因此在不同车型和装配不同容量电池组的同种车型间不具有可比性。即使装配相同容量同种电池的同一车型，续驶里程也受到电池组状态、天气、环境因素等使用条件影响而有一定幅度的波动。 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 （2）单位里程容量消耗 电池及电池组以容量作为能量存储能力的标准之一。以电池组作为唯一动力源的纯电动汽车单位里程的容量消耗定义为车辆行驶单位里程消耗的电池组容量，单位为A·h/km。 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 （3）单位里程能量消耗 单位里程能量消耗又可以分为单位里程电网交流电量消耗和单位里程电池组直流电量消耗。其中，交流电量消耗，受到不同类型充电设备效率的影响，有一定的误差，并且充电设备是独立于电动汽车的服务性设备，不应作为电动汽车效率的一部分。在不同的充电设备情况下，电动汽车的经济性在一定程度上不具有可比性。单位里程电池组直流电消耗量，仅以车载电池组的能量状态作为标准，脱离了充电机的影响，所以可以直接、可靠地反映电动汽车的实际经济性能。 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 （4）单位容量消耗行驶里程和单位能量消耗行驶里程 这两种电动汽车能耗经济性的评价指标分别是单位里程容量消耗和单位里程能量消耗的倒数。单位分别为km。 （5）等速能耗经济特性 汽车等速能耗经济性是指汽车在额定载荷下，在最高档、水平良好路面上以等速行驶单位里程的能耗或单位能量行驶的里程。通常可以测出每隔5km/h或10km/h速度间隔的等速行驶能耗量，然后在速度—能耗曲线图上连成曲线，称为等速能耗经济特性。此曲线可以确定汽车的经济车速。但这种评价方法不能反映汽车实际行驶中受工况变化的影响，特别是市区行驶中频繁加减速的行驶工况。 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 （4）单位容量消耗行驶里程和单位能量消耗行驶里程 这两种电动汽车能耗经济性的评价指标分别是单位里程容量消耗和单位里程能量消耗的倒数。单位分别为km。 （5）等速能耗经济特性 汽车等速能耗经济性是指汽车在额定载荷下，在最高档、水平良好路面上以等速行驶单位里程的能耗或单位能量行驶的里程。通常可以测出每隔5km/h或10km/h速度间隔的等速行驶能耗量，然后在速度—能耗曲线图上连成曲线，称为等速能耗经济特性。此曲线可以确定汽车的经济车速。但这种评价方法不能反映汽车实际行驶中受工况变化的影响，特别是市区行驶中频繁加减速的行驶工况。 （6）比能耗 电动汽车不同车型的总质量相差很大，跨度从几百千克到十余吨，因此单位里程能量消耗也有很大差别。 11.1电动车辆能耗经济性评价参数 纯电动汽车能耗经济性评价的各个参数之间存在相互转换的计算关系，如图11-1所示。电池组可放出的有效能量、有效容量、单位里程能耗及单位里程容耗是电动汽车续驶里程的决定性因素。车辆的整备质量把单位里程能耗、容耗与比能耗、比容耗联系起来。 11.2 电池系统与整车的匹配方法-车辆行驶动力学功率平衡方程 电动车辆驱动电机的理想特性曲线，如图11-2所示 11.2 电池系统与整车的匹配方法-纯电动车辆电池组匹配方法 例如，某电动大客车动力性指标为最高车速为90km/h，0~60km/h的加速时间为48s，最大爬坡度为20%，续驶里程为240km，电池比能耗与车速的关系如图11-3所示，续驶里程与车速的关系如图11-4所示，说明车辆在40km/h附近比能耗最小，续驶里程最长，主要是由于驱动电机在此点工作效率最高原因所致。 11.2 电池系统与整车的匹配方法-纯电动车辆电池组匹配方法 按经济车速来设计车辆续驶里程，结合电动大客车动力性指标对铅酸电池和锂离子电池进行比较，其质量及容量与ξD、ξS的关系曲线如图11-5所示。 11.2 电池系统与整车的匹配方法-混合动力车
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