純電動(dòng)商用車低壓電器系統(tǒng)電平衡計(jì)算分析

趙雷雷，強(qiáng)鴿鵬，秦振海，鄒 凡

（陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710200）

燃油汽車電器系統(tǒng)的電量平衡，是指汽車發(fā)電機(jī)、蓄電池和其他各種用電器之間電能的產(chǎn)生和消耗達(dá)到一種平衡狀態(tài)。純電動(dòng)商用車上沒有發(fā)電機(jī)，但是有將動(dòng)力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)變成蓄電池所需要的24 V／12 V直流電的DC／DC電源變換器 （以下簡(jiǎn)稱為DC／DC），因此要保持純電動(dòng)汽車的正常運(yùn)行，蓄電池和DC／DC如何匹配，以保持純電動(dòng)汽車低壓電器系統(tǒng)電量平衡就變得至關(guān)重要。

下文以我公司某款純電動(dòng)商用車為例，說(shuō)明如何計(jì)算車輛的低壓電源功率需求，保持車輛低壓電器系統(tǒng)的電平衡。

1 DC／DC的選用原則

DC／DC的選用，必須保證車輛運(yùn)行時(shí)車載低壓用電器正常使用的功率需求，并能夠滿足蓄電池充電的功率需求。DC／DC的選用需遵循以下原則。

1）DC／DC的最大輸出功率應(yīng)大于整車綜合工況下總功率需求的1.2倍。

2）DC／DC的額定輸出功率應(yīng)能保證車輛正常工況下的低壓電源功率需求。

3）DC／DC在車輛低壓電源系統(tǒng)功率需求較小的時(shí)候，能夠?yàn)?4 V／12 V蓄電池充電，以保證蓄電池不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間放電，從而避免出現(xiàn)過放電的情況。

2 整車典型工況下的低壓電源系統(tǒng)功率需求

要保證純電動(dòng)商用車整個(gè)低壓電源系統(tǒng)的輸入以及輸出總功率的平衡，首先要對(duì)低壓電源系統(tǒng)的功率系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估，然后根據(jù)低壓電源系統(tǒng)的功率需求，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的DC／DC選型。

對(duì)于純電動(dòng)商用車的低壓電源系統(tǒng)而言，主要有4個(gè)典型工況：冬季白天、冬季雪夜、夏季白天、夏季雨夜。

低壓電源的功率需求按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：P——低壓電源系統(tǒng)總功率；Ki——第i個(gè)用電設(shè)備低壓電源的功率權(quán)值，范圍0~1；Pi——第i個(gè)用電設(shè)備低壓電源的總功率。

各典型工況下，整車電壓電源系統(tǒng)的功率需求見表1。

根據(jù)表1，可以計(jì)算出低壓電源系統(tǒng)的總功率需求，見表2。

3 蓄電池容量計(jì)算

由于在純電動(dòng)商用車上，車輛高壓上電、啟動(dòng)需要的電流不是很大，蓄電池不用再承擔(dān)為車輛啟動(dòng)提供大電流啟動(dòng)電流的任務(wù)。對(duì)蓄電池容量有影響的因素主要包括：車輛靜態(tài)放置時(shí)間、車載用電器的靜態(tài)電流、蓄電池本身的自放電速率等。

車輛靜態(tài)放置時(shí)間設(shè)定為30天。

車載用電器的靜態(tài)電流根據(jù)以下公式計(jì)算：

式中：QB——蓄電池容量；T——蓄電池靜置時(shí)間，暫定為30天；I——車載用電器的靜態(tài)電流。

表1 車載電器零部件低壓功耗表

表2 車載電器不同工況低壓功耗需求表

E9上涉及到靜態(tài)電流的零部件及其對(duì)應(yīng)的靜態(tài)電流見表3。由式 （2）得出：

表3 零部件靜態(tài)電流

根據(jù)GB／T 5008.2，選擇35 Ah蓄電池作為低壓供電電源。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于公司開發(fā)的某款純電動(dòng)商用車，介紹了純電動(dòng)商用車用低壓電源系統(tǒng)電平衡計(jì)算以及蓄電池容量的估算，為車輛蓄電池以及車載DC／DC的選型提供理論依據(jù)。目前，此方法已經(jīng)在我公司純電動(dòng)商用車設(shè)計(jì)過程中得到廣泛的應(yīng)用。