起動型蓄電池主要電氣性能的確定及型號選擇

宋永戰(zhàn)

（浙江吉利汽車研究院有限公司，浙江杭州 311228）

起動型蓄電池主要電氣性能的確定及型號選擇

宋永戰(zhàn)

（浙江吉利汽車研究院有限公司，浙江杭州 311228）

介紹新車型開發(fā)中如何進行蓄電池的設(shè)計選型，如何進行設(shè)計校核以及測試驗證，使設(shè)計出來的產(chǎn)品真正符合技術(shù)要求，并滿足顧客使用要求。

起動型蓄電池；蓄電池容量；設(shè)計選型

在新車型開發(fā)中選擇合適容量的蓄電池，必須深入了解蓄電池的結(jié)構(gòu)、作用、主要性能參數(shù)及整車使用要求。

1 蓄電池電氣性能的確定

蓄電池的主要作用是給起動機提供電能，保證車輛能正常起動。在蓄電池設(shè)計選型之前，要有設(shè)計輸入要求，即起動機的相關(guān)參數(shù)及功率曲線圖。起動機輸出特性曲線見圖1，蓄電池的開發(fā)流程框圖見圖2。

圖1 起動機輸出特性曲線圖

圖2 蓄電池開發(fā)流程框圖

2 蓄電池主要電氣性能的確定及型號選擇

在初步確定蓄電池在整車中的布置位置的前提下，確定蓄電池的額定容量、冷起動電流、冷起動曲線等電氣性能。

2.1 容量計算

蓄電池的首要功能是保證起動機的起動性能，因此在設(shè)計與整車相匹配的蓄電池時，首先要根據(jù)起動機的功率計算所需的蓄電池容量，經(jīng)驗計算公式如下

Q=K×P／U（1）

式中：Q——蓄電池的容量；K——容量系數(shù)（500～600）；P——起動機功率；U——蓄電池的額定電壓。可根據(jù)實際情況將系數(shù)K做適當?shù)恼{(diào)整。

按照公式（1）及起動機功率輸出特性曲線圖，初步選定蓄電池容量范圍，將此容量范圍輸入蓄電池廠家，由其推薦具體型號規(guī)格，并提供詳細技術(shù)參數(shù)，舉例如下。

我司A00項目，起動機功率為0.8 kW，起動機輸出特性曲線見圖1，根據(jù)公式（1）計算：Q1=500×0.8／12=33.3Ah，Q2=600×0.8／12=40Ah。

從計算可知，蓄電池容量選擇區(qū)間為33～40 Ah。從A00車型總布置給出的空間要求及固定方式分析，蓄電池采用塑料槽下固定方式。根據(jù)GB／T5008.2，符合此基本選擇要求的僅有一種36 Ah，外形尺寸218× 175×175，其儲備容量為64min。

2.2 設(shè)計校核

2.2.1 儲備容量校核

蓄電池不僅要滿足起動要求，還要在充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或發(fā)電機電量不足情況下，給車載用電器輔助供電；當充電系統(tǒng)完全失效時，蓄電池應(yīng)能提供電量保證車輛正常低速行駛需求。保證車輛安全行駛的最基本用電需求為：電噴系統(tǒng)供電及照明系統(tǒng)供電。

根據(jù)動力總成及電器系統(tǒng)提供的用電量需求，車輛正常行駛時，電噴系統(tǒng)用電量為25.8A（包括EMS、氧傳感器、點火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)），車輛照明用電量為5A（根據(jù)用電量加權(quán)計算所得），合計30.8A。

蓄電池儲備容量61min，故車輛連續(xù)行駛1h消耗功率為12×1×30.8=369.6W，蓄電池全部功率為432W，儲備容量基本滿足使用要求。

2.2.2 冷起動電流校核

蓄電池的冷起動曲線是冷起動試驗時的一個重要指標，能夠直接反映蓄電池是否能滿足起動機的起動要求，圖3是蓄電池冷起動曲線。依據(jù)汽車發(fā)動機低溫標定要求，發(fā)動機必須滿足在-18℃條件下最多連續(xù)起動3次，每次起動時間10s內(nèi)可以正常著車。從圖3看出30s連續(xù)放電后，蓄電池端電壓約為9.2V，滿足大于7.2V的最低起動電壓要求，判定可行。

圖3 蓄電池冷起動曲線

3 蓄電池靜態(tài)電流計算

車上的防盜器、電動座椅、自動空調(diào)、ABS控制模塊、ECU模塊等有記憶功能，在車輛熄火整車進入休眠狀態(tài)時，以上各個模塊存在靜態(tài)電流，會消耗蓄電池的能量。例如，整車靜態(tài)電流以50mA來計算的話，根據(jù)公式容量C（20h）=I·t來計算，一天消耗的蓄電池容量為1.2Ah。如果汽車存放半月，容量的消耗可達到18Ah，這可能導(dǎo)致起動機起動困難。因此要盡量降低各個模塊的靜態(tài)電流，在車輛不使用時，減少車上各模塊對蓄電池能量的消耗。

4 蓄電池安裝方式與連接要求

蓄電池安裝方式見國標GB 5008.2第6條款相關(guān)要求。蓄電池在與線束端接口時，與線束的端子接頭部分一定要接觸良好，而且在振動時也不能有所松動，否則容易出現(xiàn)電火花和接觸不良的現(xiàn)象。蓄電池端的極柱和線束端的接線端子要符合GB／T 5008.3和QC／T 29013—1991（2005）的要求。

5 設(shè)計驗證

蓄電池設(shè)計選型以后，需驗證確定其性能是否真正可以滿足設(shè)計要求，主要設(shè)計驗證項目為以下幾種。

5.1 低溫起動能力（-30℃起動能力）

蓄電池試驗條件如下：蓄電池完全充電后，在（-30±1）℃的環(huán)境中靜置16～24h；放電至10s、30s時，端電壓應(yīng)分別≥8.1V和≥7.2V。

5.2 傾斜性能

蓄電池依次沿X軸和Y軸方向傾斜45°，在常溫下各保持24h（包括4個方向）。蓄電池各部位不應(yīng)出現(xiàn)電解液滲漏現(xiàn)象。

其余設(shè)計驗證項目參照GB／T 5008.1第5條相關(guān)條款執(zhí)行。

［1］張萬奎.汽車蓄電池［M］.北京：人民交通出版社，1996：2-3.

（編輯 心翔）

Electrical Property Identification and Type Choosing of Starter Battery

SONG Yong-zhan
（Geely Automobile Research Institute，Hangzhou 311228，China）

This article main introduces how to choose battery design type for new car development，as well asVerification design and testing，which helps the product to satisfy technical standards and consumer requirements.

starter battery；batteryVolume；design type chose

U463.633

A

1003－8639（2016）11－0057－02

2016-05-19；

2016-06-17

宋永戰(zhàn)（1978-），男，江蘇新沂人，主任工程師／電氣集成經(jīng)理，主要從事汽車電氣系統(tǒng)研究和電器部件開發(fā)。