新能源汽车：车辆对动力电池的要求

电动汽车行驶过程中，动力电池组向驱动电机输出电能，驱动电机输出克服行驶阻力的动力。

一、汽车对动力电池功率和能量需求的计算方法

驱动电机输出轴输出转矩M（转矩可被理解为动力），转矩M通过减速齿轮被传递到驱动轴上形成转矩Mt，转矩Mt通过车轮被转化为车辆行驶的圆周力F0。

图片来源：学堂在线《新能源汽车》 驱动力的计算公式：Ft=Mt/r=Migi0η/r。

其中，ig表示减速器或者变速器传动比（根据网络资料：传统比指两个转动构件角速度比值），i0表示主减速器传动比，η表示电动汽车机械传动效率，r表示驱动轮半径（m）。（个人理解：上述F0与Ft实际意义相同）

根据汽车行驶方程：车辆的驱动力应等于车辆的行驶阻力，即Ft=Ff+Fw+Fi+Fj。

其中，Ft表示地面对驱动轮反作用力，即汽车驱动力；Ff表示滚动阻力，Fw表示空气阻力，Fi表示坡度阻力，Fj表示加速阻力。

根据以上公式，可以进一步计算出驱动车辆所需要的功率（Pv）为：Pv=ua（Ff+Fw+Fi+Fj）。其中ua表示任一时刻汽车行驶的速度（个人理解）。

动力电池组所需提供的功率（PB）为：PB=Pv/εMεE。其中，εM表示电动汽车传动系统的机械效率（机械效率概念出现的原因是能量通过机械传输时会产生损耗），εE表示电动汽车电气部件效率（电气部件效率概念出现的原因是能量通过电气部件传输会产生损耗）。

综上，电动车辆行驶所需的能量（Er）为功率对行驶时间的积分，可表示为：

Er=∫PB（t）dt

个人理解：上述功率计算方法可以计算某一时刻的功率（PB）。但在计算所需能量（Er）时需要首先通过其他方式得出功率与时间的函数关系（PB（t）），才可以通过计算Er=∫PB（t）dt所需能量，而不能使用某一时刻的功率（PB）对行驶时间的积分表示能量。

二、为不同种类的汽车设计动力电池的要求

（1）纯电动场地用车

纯电动场地车辆的道路运行工况通常是确定的。可以精确地计算出执行具体任务时车辆所需的能量。

设计车辆所需动力电池需要客户提供的数据主要包括：

1）在平路上行驶的里程；

2）任何斜坡的坡道相关参数；

3）货物的重量以及提升的高度。

注意：为了确保动力电池组在应用中不发生过放电和电池性能下降的情况，动力电池组的设计容量一般大于计算容量。

图片来源：学堂在线《新能源汽车》 （2）纯电动道路车辆

纯电动道路车辆行驶完全依赖动力电池组的能量。电池组能量（容量）越大，一方面可实现更长的续驶里程，另一方面动力电池组的体积和重量越大，设计动力电池时需综合考虑上述两个方面的平衡。

纯电动道路车辆的动力电池设计要求：

1）足够的能量和容量，保证典型的连续放电不超过1C（C是充放电倍率单位，以1C的倍率放电意味着电池可放电一小时），峰值放电不超过3C（以3C的倍率放电意味着电池可放电1/3小时）；如果有回馈制动（个人猜测：该名词可能应为回馈机制，即电池过充保护机制），必须能够接受5C以上的脉冲电流充电（以5C的倍率充电意味着电池充电需1/5小时）。

2）实现深度放电而不影响其使用寿命。

3）安装电池管理系统（BMS）和热管理系统。

4）电池箱、动力电池的空间布置和安装需要根据整车的空间、前后轴荷的配比进行具体设计。

审核编辑 ：李倩