问题23 如何匹配电动汽车的储能系统？

动力电池是电动汽车的关键部件之一。电动汽车动力电池系统的参数匹配主要包括电池的类型、电池组的数目、电池组容量、电池组电压等参数的选择。

动力电池类型的选择要符合电动汽车的运行要求，电动汽车要求动力电池具有较高的比能量和比功率，以满足汽车的续驶里程和动力性的要求，同时也希望动力电池具有与汽车使用寿命相当的充放电循环寿命，拥有高效率、良好的性价比以及免维护特性。

动力电池的电压等级要与电机电压等级相一致且满足电机电压变化的要求。同时，因为电动空调、电动真空泵和电动转向助力泵等附件也消耗一定的电能，所以电池组的总电压要大于电机的额定电压。

动力电池一般有能量型与功率型两种，为满足电动汽车的行驶要求，采用能量型电池匹配时主要考查电池的能量，即电池应具有较大的容量，以增加车辆的续驶里程。电池容量与其功率成正比，容量越大，其输出的功率越大，其输出功率应能满足整车电池系统的要求，因此主要是根据其续驶里程来确定电池容量，并且确定的电池容量还须符合市场现有产品的标准，并通过对现有产品反复验证进行设计。

可用于电动汽车的动力电池主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池。其中锂离子电池的高能量和充放电速度快等优越性能得到越来越多的关注，是目前市场前景最好的一种产品。

满足电动汽车行驶时所需的最大功率要求的电池组数目为

式中，P_emax为电机的峰值功率（kW）；η_e为电机的工作效率；η_ec为电机控制器的工作效率；P_bmax为电池最大输出功率（kW）；N为单电池组所包含的电池的数目（组）。

满足电动汽车续驶里程要求的电池组数目为

式中，S为续驶里程（km）；W为电动汽车行驶1km所消耗的能量（kW）；C_s为单节电池的容量（A·h）；V_s为单节电池的电压（V）。

电池组数目必须满足电动汽车行驶时所需的最大功率和续驶里程的要求，即电池组容量为

式中，E_B为电池组能量（kW·h）；U_m为电池组电压（V）；C_E为电池组容量（A·h）。

动力电池能量应满足以下条件：

式中，η_t为整车动力传动系效率；η_mc为电机效率；η_dis为电池组放电效率；η_a为汽车附件能量消耗比例系数；v_i为汽车爬坡速度；C_D为汽车空气阻力系数；A为汽车正面迎风面积（m²）；DOD为动力电池放电深度；S为续驶里程（km）。