高品质电动汽车电池功率需求的研究

汽车行业中，电动汽车的市场占有率正在逐渐增加。然而，有限的行驶里程、较短的电池寿命、较慢的充电时间和较高的初始成本仍然是电动汽车进一步推广的主要障碍。为了解决该问题，需要在设计电动汽车时根据性能需求进行电池选择。汽车厂商和研究人员在确定所使用电池的规格前，需要对电池进行真实功率需求下的性能、寿命测试。电池功率需求对测试结果的准确性起着关键作用。目前使用的国际测试标准包括ISO-12405、IEC-62660和美国先进电池联盟制定的电池测试手册，这些标准只是单独对电池进行充、放电性能测试和循环寿命测试，没有考虑电动汽车行驶时变化的功率需求对电池性能和寿命产生的影响。对此，给出了一种模拟电动汽车电池功率需求的方法，通过该方法可以尽可能真实地模拟电池使用环境。

给出的模拟方法主要分成两部分：第一部分由商业化软件IPG完成；第二部分采用商业化软件Matlab完成。在第一部分中，利用IPG软件中的IPGRoad模块建立新欧洲驾驶循环、ARTEMIs城市循环、ARTEMIs农村循环、ARTEMIs高速公路循环、美国FTP-75循环、美国高速公路省油循环、美国EPA-US06城市循环、美国EPA-SC03公路循环、日本10-15循环、日本JC08循环和世界轻型汽车统一驾驶循环11种循环工况，利用IPGCarMaker模块建立整车模型，利用IPGDriver建立驾驶员模型。在第二部分中，Matlab利用IPGRoad提供的数据生成电动汽车的加速-时间曲线，结合IPGCarMaker建立的整车模型和IPGDriver建立的驾驶员模型，可确定电动汽车每种循环工况下的功率需求，这也就是电池的功率需求。对目前出现的高品质电动汽车甚至电动超跑车进行电池功率需求确定时，在IPGRoad模块中添加TG机场赛道、安格尔西赛道、兰古德伍德赛道、布兰兹-哈奇赛道、劳希茨赛道、纽博格林南环赛道、纽博格林北环赛道、铃鹿赛道和银石赛道9条国际赛道的路面模型，其它步骤与前述相同，同样得到不同赛道下的电池功率需求。利用得到的不同循环工况或赛道下的电池功率需求，便可对电池性能和寿命进行准确预测。

Quirin Kellner et al.2016 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo,Dearborn Jun.27-29,2016.

编译：张振伟