XMQ6800Y车型启动用蓄电池选型计算

周小辉，卓 勋，宋 伟，郑 毅，黄福华

（厦门金龙联合汽车工业有限公司，福建厦门 361023）

XMQ6800Y车型启动用蓄电池选型计算

周小辉，卓 勋，宋 伟，郑 毅，黄福华

（厦门金龙联合汽车工业有限公司，福建厦门 361023）

以XMQ6800Y车型为例，通过对客车启动过程中蓄电池容量的匹配计算，为客车启动用蓄电池选型提供一种参考。

XMQ6800Y；蓄电池容量；启动电机

在客车电气系统设计中，不可避免遇到这样一个问题，即某型号的柴油发动机，它该选配多大容量的蓄电池来满足发动机的启动需求。就目前而言，各客车厂对蓄电池的选型主要考虑的因素有电气性能、安装性能和经济性能，即所选蓄电池容量需首先满足启动发动机时所需的启动电流，以保证发动机能在各种工况下顺利地启动；其次所选蓄电池的尺寸能符合整车所提供的安装空间；最后还要考虑所选蓄电池的经济性能是否合适。

目前行业内还没有对汽车启动用蓄电池的选型形成统一的标准[1]。本文以我司开发的公路客车XMQ 6800Y为例，介绍一种启动用蓄电池容量选型的计算依据[2]。

1 蓄电池选型

1.1 启动机型号

不同类型的汽车使用的启动机尽管型式不同，但其直流电动机部分基本相似，主要的区别在于传动机构和控制装置。目前客车启动机的型号由发动机厂家进行匹配设计[3]，表1是某客车发动机厂提供的其各发动机型号对应的启动机额定功率的参数，表中启动机电压为24 V。

表1 发动机型号与启动机额定功率

1.2 蓄电池额定容量与冷启动电流的概念

蓄电池的容量与放电电流大小及电解液的温度有关，因此标称容量是在一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下取得的。

蓄电池额定容量，缩写为C20，是指完全充满电的蓄电池在电解液平均温度为30℃的条件下，以放电电流为额定容量的1/20倍连续放电20 h，直至单格电池端电压下降到1.75 V时蓄电池所输出的电量。

蓄电池冷启动电流，缩写为CCA，是指完全充满电的蓄电池在电解液平均温度为-18℃的条件下，持续放电30 s直至单格电池端电压下降到1.2 V时蓄电池所放出的最大电流值。

1.3 蓄电池选型计算

目前行业内在为启动机选配蓄电池时，常采用蓄电池C20的值来确定蓄电池的型号与规格，往往忽略了蓄电池另外一个非常重要的指标——低温启动能力CCA值。本文认为，在C20值和CCA值之间更应该考虑CCA值对启动系统匹配的影响。因为往往是在冬季低温条件下启动困难，造成启动困难的原因不是蓄电池存储的电量不够，而是蓄电池的内阻随温度下降而显著增大后，存储的电量放不出来。因此在蓄电池选型中除需满足蓄电池的额定容量外，更应考虑蓄电池冷启动电流是否大于启动机所需的冷启动电流[4]。

图1为我司开发的公路客车XMQ6800Y所用启动机的特性曲线[5]，图中实线所示的4条曲线为在平均温度+20℃的条件下，转速n、功率P、电压U、扭矩T与电流I的关系；虚线所示的3条曲线为在平均温度-20℃的条件下，转速n、功率P、电压U与电流I的关系。从图中可以看出，该型号启动机低温条件下所需的最大冷启动电流约为600 A。

图1 某型号启动机特性曲线

假定所需选定的蓄电池容量为C20，那么C20需满足公式（1）[6]：

式中：K为经验系数；t为时间，取1 h；Pst为启动机额定功率，kW；Un为蓄电池额定电压，V。

根据我国的温度跨度范围和使用要求，不同环境温度下，蓄电池容量选用经验公式（1）中的系数K，如表2所示。

表2 蓄电池容量选用经验系数

本文以在试验温度-18℃条件下，两串联蓄电池以冷启动电流值放电5 s后，要求蓄电池端电压的最小值为18V，来计算启动机启动所需的最小冷启动电流值[7]，那么CCA需满足公式（2）：

式中：C为启动机的功率转换效率系数，减速式启动机转换效率按60%计算，取值1.67；直驱式启动机转换效率按50%计算，取值2。

1.4 计算实例

综上所述，以我司开发的公路客车XMQ6800Y为例，其配置6105型号的发动机，由表1可知其对应匹配的启动机额定功率为5.5 kW，额定电压为24 V，那么蓄电池容量C20和冷启动电流CCA分别为：

结合实际蓄电池使用情况，在所选型的蓄电池冷启动电流值大于启动机所需的冷启动电流时，蓄电池额定容量C20可以选用与计算值接近的型号，以谋求更大的经济性能。本文以选用国内某品牌的启动用蓄电池为例，根据蓄电池厂家所提供的资料介绍，表3所列三款型号的蓄电池都能满足设计要求。

表3 各蓄电池型号对应参数

综合各方面的因素，本文所述的XMQ6800Y车型对于无特殊要求的温热带地区选用6-QA-135普通型蓄电池；北方高寒地区选用6-QA-135-D低温专用型蓄电池。

2 启动主电源导线选型

由于启动机回路一般所允许的最大电阻为0.004 Ω，因此，正确选用启动主电源导线的截面积很重要，而且要使启动主电源导线布置得最短，如果导线布置过长，选用导线的截面积要相应加大，因为电路电阻过大，会造成电压降加大，发生启动机的齿轮啮合不良，或者启动转速过低，使低温启动性能恶化。根据汽车用低压导线标准[8]，各规格导线截面积与电流对应的参考值见表4。

由于启动主电路属瞬时工作电路，且行业内启动主电源导线都采用单根导线单独敷设的方式布置，故启动电路中主电源导线的连续电流值可按单根导线允许连续电流值来进行计算，那么启动电流I需满足公式（3）：

则我司XMQ6800Y的启动电路的启动电流I=5.5×103/24=229 A，由表4可知：启动主电源导线相关电缆线截面积选用50 mm2导线。

表4 常用导线截面积与电流对应表

3 结束语

本文介绍了XMQ6800Y车型启动用蓄电池选型计算，根据启动机的额定电压、额定功率及冷启动电流，来选配合适的蓄电池型号，不仅能有效满足启动机在启动发动机时所需的启动电流，保证发动机在各种情况下能可靠地启动，同时也兼顾到了选配蓄电池的经济性，提高了蓄电池选型的合理性。

[1]于成伟，赵清国，邓文全，等.汽车启动用铅酸蓄电池[J].汽车电器，2010（12）：20-25.

[2]陈志.蓄电池的选型及应用[J].工程机械与维修，2011（8）：180.

[3]王文涛，黄健龙.JIS标准启动用铅酸蓄电池性能参数介绍[J].汽车电器，2014（2）：40-41.

[4]程林.商用车蓄电池选型方法的研究[J].工程技术（全文版），2017（1）：88.

[5]宋永战.启动型蓄电池主要电气性能的确定及型号选择[J].汽车电器，2016（11）：57-58.

[6]李敬斌，李新光.车载蓄电池的匹配设计方法[J].汽车电器，2017（4）：21-23.

[7]唐极峰，秦刚.汽车蓄电池选择方法探讨[J].企业科技与发展，2016（5）：82-84.

[8]霍强强.客车整车电器性能匹配计算[J].城市建设理论研究（电子版），2015（6）.

Calculation of Starting Battery Type Selection for XMQ6800Y Bus

Zhou Xiaohui,ZhuoXun,SongWei,ZhengYi,HuangFuhua
（Xiamen KingLongUnited Automotive IndustryCo.,Ltd,Xiamen 361023,China）

TakingXMQ6800Ybus as an example,the authors match and calculate the batterycapacity during startingprocess ofbus toprovide a reference for the type selection ofthe bus starting battery.

XMQ6800Y;batterycapacity;startingmotor

U463.63+3；U464.142+.1

B

1006-3331（2017）06-0033-03

周小辉（1986-），男，工程师；研究方向为汽车电器。

修改稿日期：2017-08-08