范道祥

奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司 安徽蕪湖 241000

1 純電動車整車電平衡的設計原則

純電動車整車電平衡的設計原則有動態(tài)平衡和靜態(tài)平衡，動態(tài)平衡是DC-DC必須在絕大多數(shù)情況，都能夠給整車各用電器提供足夠的電能，同時又能給蓄電池充電；靜態(tài)平衡是車輛在停車鎖車情況下，一段時間停放（45天），車輛能整車READY啟動。

2 純電動車整車電平衡理論計算

DC-DC、蓄電池和整車用電負載之間電能產(chǎn)生與消耗的相互制約的關(guān)系，是電量在DC-DC、蓄電池和整車用電負載之間在各種不同的工況下形成的一個動態(tài)平衡，且這種平衡是在一定范圍內(nèi)或一定時間內(nèi)保持。

為計算DC-DC、蓄電池參數(shù)和確認整車用電器的電量，首先要確認車型，再汽車按行駛狀況大致可分8種：平常日間、平常夜間、冬季日間、冬季夜間、夏季日間、夏季夜間、冬季雪夜、夏季雨夜。在計算DC-DC輸出電流時通常選取夏季雨夜工況，因為夏季雨夜開啟的電器部件最多，DC-DC輸出電流能滿足夏季雨夜的用電量，就能滿足其他工況的正常行駛[1]。

2.1 用電器電量確認

各用電器的用電量首先是本身自己的功率大小，然后根據(jù)用電頻率確認用電量的大小。用電器一般分為長時工作用電設備，短時工作用電設備，瞬時用電設備，以奇瑞新能源小螞蟻車型的為例：

整車用電量是根據(jù)不同的工況，夏季雨夜最小用電量為開后霧燈，取電口接小功率器件工況，最大用電量為開后霧燈，開雙閃，同時取點口接大功率器件的情況，電流I的范圍如下：74.884≤I≤93.214

2.2 蓄電池選型

蓄電池的選擇一般考慮兩個方面一個是起動過程中消耗的電量；一個是靜態(tài)過程中消耗的電量，就是車輛放置時需要消耗的電量。因為是純電動車，起動能量可以不考慮。考慮靜態(tài)電流消耗的就可以了，一般考慮時間為45天，靜態(tài)電流大小為20mA，蓄電池一般選擇為45AH。

2.3 DC-DC的選型

在選擇DC-DC功率大小時需要預留一定的余量，需要大于整車用電器的電量，可以給蓄電池有一定的電量補充。

3 純電動車整車電平衡試驗驗證

整車電平衡試驗主要是圍繞以DC-DC、蓄電池與汽車用電負載三方關(guān)系展開的以系統(tǒng)的觀點進行的各種匹配性試驗。

3.1 試驗條件

汽車行駛工況：指車輛在城市道路需要經(jīng)常起停、加速減速；

用電負載假定環(huán)境條件

夏季雨夜：夏季環(huán)境溫度（35±5）℃，下雨天氣夜晚；

冬季雪夜：冬季環(huán)境溫度（-20±10）℃，下雪天氣夜晚；

注：以上兩個環(huán)境條件均為假定環(huán)境條件，比如夏季雨夜用電負載，即假定車輛在夏季雨夜環(huán)境條件下行駛，駕駛員可能會打開的用電負載，不一定是真實環(huán)境條件。

電器靜止狀態(tài)：指汽車處于靜止狀態(tài)（未READY），關(guān)閉所有能直接關(guān)閉的汽車電氣負載，并將汽車置于閉鎖狀態(tài)后，電器系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時的電器系統(tǒng)狀態(tài)。

靜態(tài)電流：汽車處于電器靜止狀態(tài)時，電器負載消耗蓄電池的電流。

3.2 試驗結(jié)果

用電負載特性：試驗后各個電器負載電流值應符合設計定義值。

電平衡性能：標準把蓄電池容量作為評價指標。電平衡性能受氣候條件、駕駛條件以及用電負載狀態(tài)影響，要求在本標準所列各種工況下，蓄電池容量都能保持在一個比較好的狀態(tài)。

城市工況：試驗后蓄電池容量不得低于20h率實際容量Ce的85%。

靜態(tài)電流：試驗后靜態(tài)電流值不高于整車及電器件定義目標值。

3.3 試驗過程

（1）試驗前期要求。

取樣：試驗樣車各用電負載的電器性能應達到工裝件的要求，并建議優(yōu)先選用試驗車型的最高配置。

試驗設備有：電流傳感器，電流傳感器在負載特性測試、電平衡道路試驗的精度不低于2%，在起動性能試驗的精度不低于3%；數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器其精度不低于1%，采樣頻率設置不低于1000Hz；蓄電池測試儀，蓄電池測試儀其精度不低于0.1%。

（2）試驗準備。將車輛上高壓，DC-DC運行20min，以使蓄電池達到一定的電量水平，以保持蓄電池電壓基本穩(wěn)定。

（3）要測試的負載。左近光燈、右近光燈、左遠光、右遠光、后除霜、危險警報燈、喇叭、制動燈、鼓風機、座椅調(diào)節(jié)、座椅加熱、壓縮機、左右前霧燈、倒車燈、門玻璃升降（左前和左后）、高低速風扇，雨刮等。

①通過電器盒標簽找到所列用電負載，然后拔掉要測量的用電負載保險；

②用一段導線兩端分別插到保險插座的兩端，然后將傳感器套住導線；

③啟動車輛，用數(shù)據(jù)采集器測量蓄電池工作電壓，用電負載正常工作電流，用電負載峰值電流。

注意事項：

①每次只測量一個用電負載，更換測試用電負載需把點火開關(guān)打到OFF檔；

②對于一些用電負載，有多個用電檔位，如空調(diào)鼓風機、雨刮高低速、玻璃升降器的運行與堵轉(zhuǎn)狀態(tài)、音響的高低音等，要測量其在各種情況下的一系列耗電量，特別是最高值與一般值，對各用電負載耗電電流分別進行測量，得出其用電負載耗電量列表。

（4）路況與行駛條件。城市及城市綜合工況試驗：路況要求最高車速不超過50km/h的車流量較大的城市道路，試驗時要求隨車流行車，不得超車；

（5）試驗時間。城市以及城市綜合工況試驗要求在晚下班高峰時間段進行。城市工況時間從17：00至19：00，運行2h；其中，運行中間允許短暫停車休息（不得超過15分鐘），休息時車輛要熄火，并且不得打開用電負載。

（6）試驗方法。

①安裝試驗蓄電池：先利用非試驗蓄電池將車開至試驗地點，然后停車換上預處理過的蓄電池。

②開始試驗：打開數(shù)據(jù)采集器開始記錄數(shù)據(jù)，立即起動車輛進行道路試驗。

③按照城市工況負載定義表的順序逐步打開用電負載。因為路況原因臨時開啟行車安全用電器需要在試驗記錄表中加以記錄（如打開表中未列用電負載需記錄打開時間，原因等）；

④試驗結(jié)束后及時將試驗蓄電池更換為非試驗用蓄電池，待蓄電池恢復常溫后，測量蓄電池的C20。

4 結(jié)語

通過DC-DC、蓄電池與用電器的理論設計計算；可以正確選型DC-DC的大小和蓄電池的大小；再通過試驗驗證，驗證選擇DC-DC與蓄電池的正確性。