高品質(zhì)電動(dòng)汽車電池功率需求的研究

高品質(zhì)電動(dòng)汽車電池功率需求的研究

汽車行業(yè)中，電動(dòng)汽車的市場(chǎng)占有率正在逐漸增加。然而，有限的行駛里程、較短的電池壽命、較慢的充電時(shí)間和較高的初始成本仍然是電動(dòng)汽車進(jìn)一步推廣的主要障礙。為了解決該問(wèn)題，需要在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車時(shí)根據(jù)性能需求進(jìn)行電池選擇。汽車廠商和研究人員在確定所使用電池的規(guī)格前，需要對(duì)電池進(jìn)行真實(shí)功率需求下的性能、壽命測(cè)試。電池功率需求對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性起著關(guān)鍵作用。目前使用的國(guó)際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括ISO-12405、IEC-62660和美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)盟制定的電池測(cè)試手冊(cè)，這些標(biāo)準(zhǔn)只是單獨(dú)對(duì)電池進(jìn)行充、放電性能測(cè)試和循環(huán)壽命測(cè)試，沒(méi)有考慮電動(dòng)汽車行駛時(shí)變化的功率需求對(duì)電池性能和壽命產(chǎn)生的影響。對(duì)此，給出了一種模擬電動(dòng)汽車電池功率需求的方法，通過(guò)該方法可以盡可能真實(shí)地模擬電池使用環(huán)境。

給出的模擬方法主要分成兩部分：第一部分由商業(yè)化軟件IPG完成；第二部分采用商業(yè)化軟件Matlab完成。在第一部分中，利用IPG軟件中的IPGRoad模塊建立新歐洲駕駛循環(huán)、ARTEMIs城市循環(huán)、ARTEMIs農(nóng)村循環(huán)、ARTEMIs高速公路循環(huán)、美國(guó)FTP-75循環(huán)、美國(guó)高速公路省油循環(huán)、美國(guó)EPA-US06城市循環(huán)、美國(guó)EPA-SC03公路循環(huán)、日本10-15循環(huán)、日本JC08循環(huán)和世界輕型汽車統(tǒng)一駕駛循環(huán)11種循環(huán)工況，利用IPGCarMaker模塊建立整車模型，利用IPGDriver建立駕駛員模型。在第二部分中，Matlab利用IPGRoad提供的數(shù)據(jù)生成電動(dòng)汽車的加速-時(shí)間曲線，結(jié)合IPGCarMaker建立的整車模型和IPGDriver建立的駕駛員模型，可確定電動(dòng)汽車每種循環(huán)工況下的功率需求，這也就是電池的功率需求。對(duì)目前出現(xiàn)的高品質(zhì)電動(dòng)汽車甚至電動(dòng)超跑車進(jìn)行電池功率需求確定時(shí)，在IPGRoad模塊中添加TG機(jī)場(chǎng)賽道、安格爾西賽道、蘭古德伍德賽道、布蘭茲-哈奇賽道、勞希茨賽道、紐博格林南環(huán)賽道、紐博格林北環(huán)賽道、鈴鹿賽道和銀石賽道9條國(guó)際賽道的路面模型，其它步驟與前述相同，同樣得到不同賽道下的電池功率需求。利用得到的不同循環(huán)工況或賽道下的電池功率需求，便可對(duì)電池性能和壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

Quirin Kellner et al.2016 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo,Dearborn Jun.27-29,2016.

編譯：張振偉