浅谈纯电动车整车电平衡

范道祥

奇瑞新能源汽车技术有限公司 安徽芜湖 241000

1 纯电动车整车电平衡的设计原则

纯电动车整车电平衡的设计原则有动态平衡和静态平衡，动态平衡是DC-DC必须在绝大多数情况，都能够给整车各用电器提供足够的电能，同时又能给蓄电池充电；静态平衡是车辆在停车锁车情况下，一段时间停放（45天），车辆能整车READY启动。

2 纯电动车整车电平衡理论计算

DC-DC、蓄电池和整车用电负载之间电能产生与消耗的相互制约的关系，是电量在DC-DC、蓄电池和整车用电负载之间在各种不同的工况下形成的一个动态平衡，且这种平衡是在一定范围内或一定时间内保持。

为计算DC-DC、蓄电池参数和确认整车用电器的电量，首先要确认车型，再汽车按行驶状况大致可分8种：平常日间、平常夜间、冬季日间、冬季夜间、夏季日间、夏季夜间、冬季雪夜、夏季雨夜。在计算DC-DC输出电流时通常选取夏季雨夜工况，因为夏季雨夜开启的电器部件最多，DC-DC输出电流能满足夏季雨夜的用电量，就能满足其他工况的正常行驶[1]。

2.1 用电器电量确认

各用电器的用电量首先是本身自己的功率大小，然后根据用电频率确认用电量的大小。用电器一般分为长时工作用电设备，短时工作用电设备，瞬时用电设备，以奇瑞新能源小蚂蚁车型的为例：

整车用电量是根据不同的工况，夏季雨夜最小用电量为开后雾灯，取电口接小功率器件工况，最大用电量为开后雾灯，开双闪，同时取点口接大功率器件的情况，电流I的范围如下：74.884≤I≤93.214

2.2 蓄电池选型

蓄电池的选择一般考虑两个方面一个是起动过程中消耗的电量；一个是静态过程中消耗的电量，就是车辆放置时需要消耗的电量。因为是纯电动车，起动能量可以不考虑。考虑静态电流消耗的就可以了，一般考虑时间为45天，静态电流大小为20mA，蓄电池一般选择为45AH。

2.3 DC-DC的选型

在选择DC-DC功率大小时需要预留一定的余量，需要大于整车用电器的电量，可以给蓄电池有一定的电量补充。

3 纯电动车整车电平衡试验验证

整车电平衡试验主要是围绕以DC-DC、蓄电池与汽车用电负载三方关系展开的以系统的观点进行的各种匹配性试验。

3.1 试验条件

汽车行驶工况：指车辆在城市道路需要经常起停、加速减速；

用电负载假定环境条件

夏季雨夜：夏季环境温度（35±5）℃，下雨天气夜晚；

冬季雪夜：冬季环境温度（-20±10）℃，下雪天气夜晚；

注：以上两个环境条件均为假定环境条件，比如夏季雨夜用电负载，即假定车辆在夏季雨夜环境条件下行驶，驾驶员可能会打开的用电负载，不一定是真实环境条件。

电器静止状态：指汽车处于静止状态（未READY），关闭所有能直接关闭的汽车电气负载，并将汽车置于闭锁状态后，电器系统处于休眠状态时的电器系统状态。

静态电流：汽车处于电器静止状态时，电器负载消耗蓄电池的电流。

3.2 试验结果

用电负载特性：试验后各个电器负载电流值应符合设计定义值。

电平衡性能：标准把蓄电池容量作为评价指标。电平衡性能受气候条件、驾驶条件以及用电负载状态影响，要求在本标准所列各种工况下，蓄电池容量都能保持在一个比较好的状态。

城市工况：试验后蓄电池容量不得低于20h率实际容量Ce的85%。

静态电流：试验后静态电流值不高于整车及电器件定义目标值。

3.3 试验过程

（1）试验前期要求。

取样：试验样车各用电负载的电器性能应达到工装件的要求，并建议优先选用试验车型的最高配置。

试验设备有：电流传感器，电流传感器在负载特性测试、电平衡道路试验的精度不低于2%，在起动性能试验的精度不低于3%；数据采集器，数据采集器其精度不低于1%，采样频率设置不低于1000Hz；蓄电池测试仪，蓄电池测试仪其精度不低于0.1%。

（2）试验准备。将车辆上高压，DC-DC运行20min，以使蓄电池达到一定的电量水平，以保持蓄电池电压基本稳定。

（3）要测试的负载。左近光灯、右近光灯、左远光、右远光、后除霜、危险警报灯、喇叭、制动灯、鼓风机、座椅调节、座椅加热、压缩机、左右前雾灯、倒车灯、门玻璃升降（左前和左后）、高低速风扇，雨刮等。

①通过电器盒标签找到所列用电负载，然后拔掉要测量的用电负载保险；

②用一段导线两端分别插到保险插座的两端，然后将传感器套住导线；

③启动车辆，用数据采集器测量蓄电池工作电压，用电负载正常工作电流，用电负载峰值电流。

注意事项：

①每次只测量一个用电负载，更换测试用电负载需把点火开关打到OFF档；

②对于一些用电负载，有多个用电档位，如空调鼓风机、雨刮高低速、玻璃升降器的运行与堵转状态、音响的高低音等，要测量其在各种情况下的一系列耗电量，特别是最高值与一般值，对各用电负载耗电电流分别进行测量，得出其用电负载耗电量列表。

（4）路况与行驶条件。城市及城市综合工况试验：路况要求最高车速不超过50km/h的车流量较大的城市道路，试验时要求随车流行车，不得超车；

（5）试验时间。城市以及城市综合工况试验要求在晚下班高峰时间段进行。城市工况时间从17：00至19：00，运行2h；其中，运行中间允许短暂停车休息（不得超过15分钟），休息时车辆要熄火，并且不得打开用电负载。

（6）试验方法。

①安装试验蓄电池：先利用非试验蓄电池将车开至试验地点，然后停车换上预处理过的蓄电池。

②开始试验：打开数据采集器开始记录数据，立即起动车辆进行道路试验。

③按照城市工况负载定义表的顺序逐步打开用电负载。因为路况原因临时开启行车安全用电器需要在试验记录表中加以记录（如打开表中未列用电负载需记录打开时间，原因等）；

④试验结束后及时将试验蓄电池更换为非试验用蓄电池，待蓄电池恢复常温后，测量蓄电池的C20。

4 结语

通过DC-DC、蓄电池与用电器的理论设计计算；可以正确选型DC-DC的大小和蓄电池的大小；再通过试验验证，验证选择DC-DC与蓄电池的正确性。