电动汽车动力电池动态测试工况研究

汽车行驶工况

第３０卷第３期２０１０年３月

北京理工大学学报

Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆ

Ｖ０１．３０Ｎｏ．３

ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｍａｒ．２０１０

电动汽车动力电池动态测试工况研究

孙逢春，

孟祥峰，

林程，

王震坡

１０００８１）

（北京理工大学机械与车辆学院，北京

摘要：提出了基于实车运行数据的动力电池动态测试工况统计方法，应用该方法建立了基于北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况，为测试动力电池的动态性能及评价动力电池在对应工况下的适用性奠定了基础．

对工况进行了标准化，并提出该工况应用于不同车型和不同电池组的等价方法，最后对比了电池在动态工况和恒

流工况下的性能．结果表明，动态工况测试包含了电池动态直流内阻等信息，可以反映电池的动态性能．

关键词：电动汽车；动力电池；动态测试工况中图分类号：Ｕ４６９．７２

文献标志码：Ａ

文章编号：１００１—０６４５（２０１０）０３—０２９７—０５

ＤｙｎａｍｉｃＳｔｒｅｓｓＴｅｓｔＰｒｏｆｉｌｅｏｆＰｏｗｅｒＢａｔｔｅｒｙｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ

ＳＵＮＦｅｎｇ—ｃｈｕｎ，

（Ｓｃｈｏｏｌｏｆ

ＭＥＮＧＸｉａｎｇ—ｆｅｎｇ，ＬＩＮＣｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｅｎ－ｐｏ

ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｗａｓｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｏ

ｇｅｔ

ｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆ（）ｒｍａｎｃｅ

ｔｅｓｔ

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ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．

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ｃｏｎｓｔａｎｔｓｔｒｅｓｓ

ｃｕｒｒｅｎｔ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｐｏｗｅｒｂａｔｔｅｒｙ；ｄｙｎａｍｉｃ

ｔｅｓｔ

近１０年来我国电动车辆技术得到了重大进展，但是动力电池及其成组应用技术仍然是电动车辆发展的技术瓶颈．在实际应用中，电动汽车对电机提出的功率需求是动态变化的，瞬间的大电流冲击以及充放电之间的瞬间切换，对动力电池动态性能提出了要求．制定适合我国国情的动力电池动态测试工况对于动力电池动态性能的测试工况与评价方法具有重要意义，也是在实验室内测试电池动态工况寿命的基础．作者研究了动力电池动态测试工况的获取方法，并初步探索了动态工况用于电池性能评价的方法．１

ｓｃｈｅｄｕｌｅ）进行简化后，得到了动态应力测试工况

ＤＳＴ（ｄｙｎａｍｉｃ

ｓｔｒｅｓｓ

ｔｅｓｔ）．文献Ｅｚ３中针对混合动

力电动汽车的动力电池测试提出了复合脉冲功率特性测试工况（ｈｙｂｒｉｄ

ｐｕｌｓｅ

ｐｏｗｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ

ｔｅｓｔ，ＨＰＰＣ）．我国《电动汽车用锂离子蓄电池》［３］中规定了锂离子电池模块的简单模拟工况测试标准，但它只是一个通过性的测试标准，对于具体车型和运行工况并不完全适合．２

电动车辆电池测试工况的建立

车辆运行中电池组工作电压、电流都随车速变

国外动力电池动态测试标准

《ＵＳＡＢＣ电动汽车电池试验手册》［１］中对美国

ｕｒｂａｎｄｒｉｖｉｎｇ

２．１功率一时间剖面的获取

化，而车辆对电池组提出的是功率需求，因而以电池组输出功率作为统计对象是合适的．获得电池测试

联邦城市运行工况ＦＵＤＳ（ｆｅｄｅｒａｌ

收稿日期：２００８—１２—１８

基金项目：国家“八六三”计划项目（２００６ＡＡｌｌＡｌ９３）

作者简介：孙逢春（１９５８一），男，教授，博士生导师，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｕｎｆｅｈ＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．

万方数据

汽车行驶工况

２９８

北京理工大学学报第３０卷

工况的前提是获得汽车行驶过程中电池组的功率一时间剖面，该剖面的获取可以分为等效计算法和实测数据统计法．２．１．１等效计算法

根据车辆动力学理论，将现有的车辆测试工况计算转换为电池测试工况［４］．得到纯电动车辆的功率平衡方程式为

帮６００＋涨７６＋淼６００幽ｄｔ／．（１）

Ｐｓ训一焘（等＋

价竹Ｆ、

０ＯＵＵ

。

３

１４０

３

、一７

式中：ｍ为汽车质量；ｆ为滚动阻力系数；ｇ为重力加速度；口为坡度角；Ａ为迎风面积；ＣＤ为空气阻力系数；“（ｍ／ｓ），Ｕ。（ｋｍ／ｈ）为车速；Ｐ。为发动机功率；珩为传动效率；ｒ／ｒ为动力电路能量效率；Ｕ为电池组电压；ｆ为电池组电流．

如果已知电动车辆的上述各项参数及该电动车辆行驶路线的车速一时间工况，则可以用式（１）计算出电池组的功率－ｈｅ问测试工况．２．１．２实测数据统计法

电动汽车实际运行过程中，采集电池组电流、电压等数据，即可计算出电动汽车运行过程中电池组端的功率一时间剖面．由于这种方法是基于汽车的实际运行数据，因而更加真实地反应了汽车对电池组的功率需求．２．２工况的简化

由于充放电设备响应时间的限制，等效计算法和实测法得出的电池测试功率一时间剖面并不能直接用于实验室内的电池组测试，需要对该剖面进行简化，具体简化步骤如下：

①功率的分布统计．根据电动汽车实际运行过程采集到的功率一时间数据，将整个功率出现的范围等分为ｎ段，统计每个分段内的测试数据出现的频数Ｎｊ，得到功率的频率分布图．

②确定动态测试工况的周期．汽车从一次怠速开始到下一次怠速开始的运动行程称为微行程，某行驶路况可以用几个微行程的组合表示，这些微行程组合的总时间即是电池工况的测试周期．

③功率的分段简化与圆整．根据与实际运行工况的对应关系，如怠速或滑行、缓慢加速、急加速、匀速、制动、紧急制动等，将功率出现频数较多的区域划分为１个频率区间，求出每个频率区间内的平均功率ｐ，，Ｊ＝１，２，…，Ｚ，以及该频率区间内 …… 此处隐藏：9492字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……