探討混合電動車MH―Ni電源系統(tǒng)的應(yīng)用

　引言

　　氫鎳（MH—Ni）電池目前是混合電動車用的主流電池。隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，我國在混合電動車的研制方面取得了較大程度的進(jìn)展，目前混合電動客車正逐步走向市場。針對混合電動車用MH—Ni電源，在選擇和應(yīng)用方面，各家都有一些不同的見解，主要集中在幾個問題上，如SOC的判斷精度、電池的一致性等。根據(jù)我們產(chǎn)品近年來在混合電動車上的實(shí)際配套應(yīng)用，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，提出了自己的一些看法，與大家共同探討。

　　1 混合電動車用電源的選擇

　　在此主要討論的是對混合電動車用電池容量和功率的選擇，以MH—Ni電池為例，但對其他混合電動車用電池也有一定的參考價(jià)值。

　　1.1 電池容量的選擇

　　不同的整車設(shè)計(jì)，對電池的需求是不同的。目前混合電動車主要有微混合（42V電源系統(tǒng)）、全混合等，全混合又包括串聯(lián)型、并聯(lián)型、混聯(lián)型，以及外接充電式（PHEV）等。相對而言，并聯(lián)型對電池容量的要求較低，串聯(lián)型和PHEV要求的容量較高。無論何種形式的電動車，其對電池容量需求的計(jì)算方法是大致相同的，即根據(jù)電池的實(shí)際運(yùn)行工況來計(jì)算所需要的電池容量。

　　例如，對于北京工況，其具體制度為：

　　a：160A放電30s，休息100s；b：40A充電30s，休息100s（循環(huán)17次）；c：50A充電30s，190A放電40s（循環(huán)4次）；d：休息80s；e：50A充電30s，休息103s（循環(huán)6次）。

　　從上面的工況循環(huán)可以看出，連續(xù)充電或放電中輸出容量最高的是c步（達(dá)到6.77Ah）。在HEV中MH—Ni電池的正常應(yīng)用SOC范圍為30%~80%（日本豐田Prius車應(yīng)用為40%的容量）。假設(shè)在b步后電池SOC達(dá)到中間狀態(tài)55%SOC，此時電池從55%SOC放電到最低點(diǎn)30%SOC，至少要放出6.77Ah的容量。則所需電池的最低容量為：

　　6.77Ah/（55%一30%）=27.08Ah在實(shí)際選擇過程中，考慮到電池的壽命和應(yīng)用可靠性，一般要有一定的冗余，根據(jù)美國Freedom—CAR混合電動車用電池檢測手冊，冗余可以定為30%。則電池的容量應(yīng)為：

　　27.08Ahxl30%=35.2Ah即應(yīng)該選用35Ah左右的電池。

　　車上有其他附屬電器時（如空調(diào)），應(yīng)當(dāng)考慮其相應(yīng)的功耗，再進(jìn)行計(jì)算。

1. 2 電池功率的選擇

　　混合電動車對電池的功率相對要求較高。對電池來說，提高電池的功率相應(yīng)就要提高電池的成本，或重量，或體積。對于整車來說，只要電池的功率能夠滿足應(yīng)用要求即可，不適宜過度追求指標(biāo)。同樣根據(jù)上面的北京工況，選擇電池的容量為35Ah。根據(jù)最惡劣的情況計(jì)算所需要的電池功率。c步所要求功率最高，放電電流為190A，持續(xù)時間40s。假設(shè)在30%SOC下需要滿足此要求，電池放電最低電壓不低于0.9V。電池的放電倍率為：

　　190A/35Ah=5.4C