动力电池系统设计基本原理
电动汽车电池的选型与容量、内阻、电池类型、生产规格等参数密切相关。在选取单体电池时应该从单体电池的性能参数、安全性、能量密度和电池包的安装位置、空间、总能量和功率等方面考虑。以下用案例来具体叙述电池的选型。
[电池包设计输入]
续航里程：km
能耗系数：0.15kWh/km
驱动电压：DCV（驱动电机与控制器直流侧电压）
持续电流：1C输出
P/E值：5
电池类型：软包三元锂电池
电池规格：20Ah/3.6V
[电池包设计输出]
项目
参数
公式
电池包系统总容量
≧15kWh
=设计里程*能耗系数
电池包系统可用总容量
≧12kWh
=总容量*SOC运行范围
电池包系统SOC运行范围
≧80%
=10%SOC～90%SOC
电池系统标称电压
DCV
=驱动电压
电池系统工作电压范围
DCV～V
=3V～4.2V
电池系统持续充/放电功率
15kW
=1C持续输出能力
电池系统峰值充/放电功率
60kW
10s=P/E
电池系统工作温度范围
0℃～60℃
-
电池系统冷却方式
-
-
电池系统使用寿命
8年
=8年或10万km
电池系统自放电率
5%/月
-
电池系统总重量
≦kg
[模组设计输出]
模组串数=驱动电压/电池额定电压=V/3.6V≈98串
模组并数=总能量/串数/单体电压/单体容量=15kWh/98串/3.6V/20Ah≈2并
串并方式=先并后串
先串后并方式
先并后串方式
先并后串结构中，单个电池失效自动退出，除了容量降低，不影响并联后使用，并联工艺较严格；并联中某个单位电池短路时，造成并联电路电流非常大，通常加熔断保护技术避免。因此方案选先并后串工艺。
项目
参数
备注
模组串并联数
98串2并
串并方式
先并后串
模组电压范围
V～.6V
模组额定电压
.8V
模组压力
N～0N
[电池设计输出]
项目
参数
备注
电池类型
软包三元锂电池
单体电池电压范围
3.0V～4.2V
单体电池容量
20Ah
1C单体电池标称电压
3.6V
循环寿命
≧次
1C使用温度
-20℃～60℃
在电池模组设计过程中，电池模组的安全规范测试参数级别应要高于电池包的安全规范级别，提高电池包的可靠性。具体模组要求要求如下：
模组开路电压
万表用测量模组总正总负之间的OCV
模组单体电池电压
检测工装测量各串电池OCV电压，ΔV≦5mV～10mV
模组直流内阻
设备对模组3C倍率10s的充或放电，测DCIR
模组交流内阻
1kHz对模组进行ACR测试
模组绝缘阻抗
模组总正和总负分别对金属等间的绝缘内阻
模组耐压程度
模组总正和总负分别对壳体的电气间隙
以上就初步对电池系统进行设计，注意BMS设计不在本次设计中。
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