7米纯电动客车车载能源系统匹配计算
车载能源系统相当于燃油汽车的汽油或者柴油，其主要任务是为整车提供驱动电能。电池的主要技术参数有比能量、比功率和循环寿命。比能量影响电动汽车的整车质量和续驶里程，比功率是评价能量源是否满足电动汽车加速和爬坡能力的重要指标，循环寿命是评价能量源使用寿命的重要参数。此外，还要求车载能源系统具有高效率、良好的性能价格以及免维护特性。磷酸铁锂电池安全性能优于钴酸锂、锰酸铁锂和三元材料锂电池，正极材料在高温下稳定，同时磷酸铁锂电池的所需元素均为含量较丰富、无毒材料，因此磷酸铁锂动力电池被大量应用于纯电动车辆上。
1 磷酸铁锂动力电池特点
磷酸铁锂动力电池具有质量比能量高、循环次数多、无污染、无记忆效应、安全、可靠。目前商业化的磷酸铁锂能量型电池系统能达到155Wh/kg 以上，在电动车上的磷酸铁锂动力电池80% 放电深度（DOD）循环可以达2000 次以上，不含铅、镉等对人体有害的金属，为21世纪“绿环保电源”。短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性、可靠性等试验无爆炸、燃烧现象。鉴于以上特点，磷酸铁锂动力电池广范应用于纯电动客车。采用磷酸铁锂电池可使系统具有高安全性、耐用、结构简单（电池热管理简单）、中途补电快速便捷等优点。
2 车载能源系统的匹配计算
现以我公司7米客车装配国内某磷酸铁锂电池7米纯电动公交车为例详细阐述系统匹配。整车主要技术参数见表1 ，磷酸铁锂动力电池的单体电压为世界十大汽车
3.22V ，单体容量为228Ah。
表1整车主技术参数
动力电池总电压主要由电驱动系统电压平台决定，为使电机满足最大功率输出需求，应参照电池厂家的电芯特性和电池箱规格确定动力电池的额定总电压。根据车辆驱动系统电压输入范围确定匹配400-730V电压平台，结合电池厂家的电芯特性和电池箱规格，取值531.3V.因磷酸铁锂动力电池的电芯标称电压为3.22 V ，因此总共需要165串（531.3/3.22）。
U 标称=n*U
单体
可得出n=165串
动力电池容量的确定必须考虑路况、纯电动里程、电池组一致性、最低SOC 等几个因素。其计算公式如下。
Q bat = Q
bat0
/(λcλa)
式中，Q
bat0
为动力电池理想状态下（一致性好、SOC精度高、性能不衰退）满足纯电动续驶里程所需要的电量；λc为一致性修正参数，λa为SOC估计精度修正参数。
2.1 电池容量确定
2.1.1 中国城市客车典型工况下电池容量
ca7209
a.根据路况确定百公里耗电量。洛阳车管所
在中国城市客车典型工况下，根据整车仿真平台计算的6～7 米纯电动公交100Km平均耗电量为38KWh。中国城市客车典型工况循环如图1 所示。
图1 中国城市客车典型工况循环
b.根据纯电动里程计算动力电池容量。
由于本车定位为“纯电动客车”车辆，设计目标为在现有国内动力电池的一致性、SOC估计精度水平下纯电动里程达到260Km。中国城市客车典型工况下纯电动里程260km消耗的容量数约为185.96Ah（38×1000×260/100/531.3）。
c.根据电池组一致性修正动力电池容量。电池单体组装后，由于容量不一致，将导致电池组的可用容量达不到额定容量。根据经验，磷酸铁锂动力电池组可用容量为单体95%，取λc = 0.95 。
d . 根据动力电池可用SOC 范围修正容量。实际使用过程中磷酸铁锂动力电池的可用范在100%-10%之间当电池SOC 达到10%时，整车控制策略将SOC 维持在此水平。因此实际只有90%的容量可用，取λa=0.9，按“中国城市客车典型工况”计算，纯电续驶里程260k m 所需磷酸铁锂动力电池容量为217.49Ah （185.96Ah/0.95/0.9）。
2.1.2 等速40km/h工况下电池容量
a.根据路况确定百公里耗电量。在等速40km/h工况下，根据整车仿真平台计算的6～7米纯电动公交100km平均耗电量为32Wh。
b.根据纯电动里程计算动力电池容量。由于本车定位为“纯电动客车”车辆，设计目标为在现有国内动力电池的一致性、SOC 估计精度水平下能满足等速40 km/h 工况下纯电动里程达到260km。等速40km/h工况下纯电动里程260km 消耗的容量约为156.59Ah（32×1000×260/100/531.3）。
c.根据电池组一致性修正动力电池容量。电池单体组装后，由于容量不一致，
将导致电池组的可用容量达不到额定容量。根据经验，磷酸铁锂动力电池组可用容量为单体的95% ，取λc=0.95。
d.根据动力电池可用SOC 范围修正容量。实际使用过程中磷酸铁锂动力电池的可用范围为100% - 10%之间，当电池SOC 达到10% 时，整车控制策略将SOC维持在此水平。因此，实际只有90% 的容量可用，取λa=0.90。按“等速40km/h 工况下”计算，纯电续驶里程272km 所需磷酸铁锂动力电池容量为183.15Ah （156.59Ah/0.95/0.9）。
2.3 电池放电电流计算
根据放电功率计算公式（P=UI），
计算的电机峰值功率下电池最大放电电流为I=P/U=301.15(160/531.3）
计算的电机额定功率下电池持续放电电流为I=P/U=150.57A（80/ 531.3）。
2.4 动力电池的匹配计算
因为单体电池容量为228Ah ，按计算动力电池系统总容量需大于221.35Ah 的要求，选择228Ah容量即1并，此时电池存储能量为121.13kWh（531.3×
228Ah）。磷酸铁锂动力电池系统最大脉冲充放电电流可达2C即456A(228A*2)（对应242.27Kw(531.3V*456A)，大于电机峰值160Kw），持续放电电流可达1C 即228A（对应121.13Kw，大于电机额定功率80Kw），所以匹配的磷酸铁锂动力电池亦能够满足整车额定功率和极限功率需求。因此，选择磷酸铁锂动力电池的容量为228Ah ，标称电压531.3V ，成组方式为1并165 串。该电池系统的电压范围为412.5V~603.9V，动力电池系统最大脉冲充放电电流可达456A（对应242.27Kw ），可完全保证车辆具备足够的动力性。
爱唯欧汽车欧朗3 动力电池系统配方案
根据整车动力性能指标、中国典型城市客车循环工况和整车参数等完成整车动力电池系统匹配设计，所获得的动力电池系统匹配方案见表2 。
表2.动力电池系统匹配方案
本田轿车4 结论
新秦
本文介绍了根据整车动力性能、经济性能等指标，以及根据客车循环工况和整车参数等完成对整车动力电池系统匹配设计，确定磷酸铁锂动力电池的容量、放电电流等参数，动力电池系统满足车辆需求。