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电动汽车电池参数计算工具
堃博士
11月前
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今天分享一个在线工具:
电动汽车电池参数计算器 EV Battery Calculator (on-line)
。
计算工具如图所示,首先输入
(1)电池包参数
,包括续航里程Dv,每公里平均能耗Eavg,电池包标称电压Ubp;
(2)电池单体参数
,包括电池类型(圆柱或方形),电池尺寸(直径/高度或长/宽/厚),质量mbc,容量Cbc,电压Ubc,倍率C-rate和脉冲倍率。
然后点击Calculate,自动计算电池单体能量Ebc、体积Vbc、体积能量密度uV和质量能量密度Ug;以及电池包串并联(每串多少个电池#cell/string,总共几串#string)、总电池数量#cell、每串能量Es、总能量Ebp、总容量Cbp、总质量mbp、总体积Vbp、连续电流Ibpp、连续功率Pbpp、峰值电流Ibpc、峰值功率Pbpc。
具体计算过程如下:
(1)输入参数:每公里平均能耗Eavg
。车辆的平均能耗 Eavg [Wh/km] 按WLTC测试(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)循环计算。
能耗是根据道路荷载计算的,总道路荷载Ftot是惯性力Fi、路面坡度力Fs、路面荷载摩擦力Fr和空气动力阻力Fa的总和。
式中,mv [kg] – 车辆总质量;av [m/s2] – 车辆加速度;Δv [m/s] – 速度微分;Δt [s] – 时间微分;g [m/s2] – 重力加速度;αs [rad] – 道路坡度角;crr [-] – 道路滚动阻力系数;ρ [kg/m3] – 20 °C时的空气密度;cd [-] – 空气阻力系数;A [m2] – 车辆正面面积;vv [m/s] – 车速。
总功率 Ptot [W] 为总道路受力与车速之间的乘积:
通过对整个周期的总功率进行积分,得到总能耗Etot [J]:
将总能量值除以驱动循环的总里程,得到车辆的平均能耗。WLTC 行驶循环的平均能耗为 137.8 Wh/km。高压电池还必须为车辆的辅助设备提供能量 Eaux [Wh/km],例如:12 V 电气系统、加热、冷却等。此外,还必须考虑在从电能转换为机械能的过程中动力总成的效率 ηp [-]。
长时间的电气负载(前照灯、多媒体等)和间歇性负载(加热器、刹车灯、雨刷器等)平均消耗 430 W 的电力。WLTC 循环的持续时间为 1800 秒,为辅助负载提供 215 Wh 的能量。将其除以 WLTC 行驶周期的长度(23.266 公里),我们得到辅助负载 Eaux 的平均能耗为 9.241 Wh/km。假设从电池到车轮的平均效率 ηp 为 0.9,则有:
(2)输入参数:电池单体规格
。常见商业化电池参数如下表所示。
(3)电池单体性能计算
,包括单体能量Ebc、体积Vbc、体积能量密度uV和质量能量密度Ug。
单体能量=容量 × 电压:
;
单体体积:cylindrical cells
,pouch cells
;
体积能量密度:
质量能量密度:
(4)电池包参数
,串并联(每串Ncs个电池#cell/string,总共Nsb串#string并联)、总电池数量Ncb#cell、每串能量Es、总能量Ebp、总容量Cbp、总质量mbp、总体积Vbp、连续电流Ibpp、连续功率Pbpp、峰值电流Ibpc、峰值功率Pbpc。
来源:锂想生活
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首次发布时间:2023-09-28
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