Qi?Q18.61 ??12.3kwh0.70.7在确定YL-PHEV混合动力汽车电池电量时，考虑到一些必要车载用电及各种损耗，估算行驶64公里所需电池容量为13 kWh。 2.2.3.2 电池种类的选型
目前，电池是当前新能源汽车技术和成本上的最大瓶颈[34]。电池的高价格和短的续航里程始终限制了电动汽车的商业成功[35]。由于是车载电源，在确定了电池电量后,下一步要考虑如何将动力电池布置在整车上，同时又要有效的控制整车重量，这样一来动力电池的体积过大或重量过重都不行。不同种类的动力电池由于材料和工艺的不同，在能量密度、功率密度、循环寿命、安全、成本和环保等方面有很大的不同，同时这些要素又环环相扣，互相影响，难以全面兼顾[36],不同类型动力电池性能比较见表2.9:
表2.9 不同类型动力电池性能对比
锂离子电池 铅酸电池 30～40 110 400 高 差 低 低 镍氢电池 现状 能量密度（wh/kg） 功率密度(w/kg) 循环寿命（次） 记忆效应 安全性 环保性 对工艺要求 成本（美元/kwh） 资源丰富程 70～80 230 700 较严重 高 中 一般 700 一般 150～180 500 1000 很低 中 中 略高 900 长期 超过200 超过2500 超过1500 几乎没有 高 高 进一步改善 有望达到300 我国锂资源丰富，储量在世界上排第4位[37] Plug-in混合动力汽车要求动力电池既具有纯电动模式的高能量密度，又具有混合动力模式的高功率密度,由上表可以看出:
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1 铅酸电池由于重量重,能量密度低而无法满足混合动力汽车作为动力电池的要○
求;
2 镍氢电池的能量密度只有锂电池的一半，在同样续航能力情况下，如果使用镍○
氢电池，其体积是使用锂电池的两倍。镍氢电池目前在HEV上有所应用，是由于HEV 所需电池电量远远小于PHEV 和EV，即使强混合动力汽车,例如丰田Prius电池容量也仅仅是PHEV 的1/20。但对于PHEV，镍氢电池体积上的劣势十分明显，几乎不可能被采用；
3 镍氢电池的记忆效应大，寿命短，这也不适用在PHEV 和纯电动车上。因为电○
池的寿命和续航力对PHEV 和纯电动车非常重要。
基于以上的分析，锂离子电池的优势比较明显，它是现阶段电动汽车车用电池的一个大方向[38]，所以初步选定锂离子电池作为PHEV混合动力汽车原型车的电池，同时锂离子电池的正极材料以钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰锂和磷酸铁锂为主，各种正极材料的电池性能也有不同，比较见表2.10：
表2.10 锂电池各种正极材料的性能比较
容量密度(mAh/g) 充放电寿命(次) 工作温度(℃) 原材料资源 原材料成本 安全性 环保性 钴酸锂 140-160 300 20至55 贫乏 中 差 差 镍钴锰 160-180 800 20至55 贫乏 高 差 差 锰酸锂 100-120 500 0至50 丰富 低 中 较好 磷酸锂铁 130-150 2000 最广：-40至70 最丰富 最低 好 好 在综合考虑以后，确定PHEV混合动力汽车原型样车电池选用磷酸锂铁锂离子电池，美国通用汽车的 PHEV—VOLT 搭载的便是A123 生产的磷酸铁锂电池。
PHEV混合动力汽车原型样车电池选择单体锂电池输出电压为3．6V，容量40Ah，全部串联。原型样车电池所需单体数为13000/(40×3.6) = 90块，这些单体串联组成电池组，电池组总电压为3.6 × 90 =324 V。
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2.2.2.3 电池包的整车布置及热量管理
由于PHEV原型车要求有64km的纯电动续航里程，电池容量达到13千瓦时，电池组包的体积较大，在保证乘客的驾驶空间和一定的行李箱空间的前提下，如何合理布置增加的电池组包及相关部件，同时保证合理的电池组包散热控制也是Plug-in混合动力汽车开发的一个难点。
对于车载电池包，在所有的环境因素中，温度是影响电池组正常运行的重要外部参数，大家都知道高温会引起电池的爆炸，其实这仅是一方面，温度低了，电池将失去充放电功能，无法工作，同时温度对电池的很多特性都会产生影响，如电压、内阻、容量、充放电效率、SOC、可靠性、电池寿命等。在车载动力电池包中，如果散热条件不好，会使某些地方局部热量集中，从而加速该局部电池的老化甚至破坏，影响电池包整体的性能发挥。所以为了发挥电池的最大性能以及延长电池的使用寿命，应该设计合理的通风散热系统[39]。图2.12为电池包温度控制结构示意图。
图2.12 电池包温度控制结构示意图
虽然锂电池的容许工作温度在-20 ℃~60 ℃之间，但应尽量使其在最佳温度范围25℃～40℃下工作，而且要尽量减少模块间的温度差异，一般将模块间的温度差异控制在小于 5℃。在气温-30 ℃以下，如果没有在汽车启动前将电池包温度加热到-20 ℃以上，电池包将无法放电，串联式Plug-in混合动力汽车将无法启动，而气温-30 ℃以下在我国北方冬季比常见，这就要求在整车上还要单独布置一套加热系统，并且热源来自一个独立的小型内燃机，这给空间已经非常紧张的串联式Plug-in混合动力汽车整车布置增加了很大的困难。串联式PHEV整车热量管理原理图见图2.13所示。
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图2.13 串联式PHEV整车热量管理原理图
电池管理系统应该对电池组进行安全监控及有效管理，提高电池的使用效率，增加续驶里程、延长电池使用寿命、降低运行成本[40]。 2.2.4 发动机的选择
对于串联式Plug-in混合动力汽车，发动机不再用来直接驱动车轮只用来发电，在纯电动行驶后SOC达到30%下限时，串联式Plug-in混合动力汽车切换入CS模式下工作。此时要求发动机的最大输出功率要满足车辆以90公里/小时的速度时需要的功率。
车辆以90公里/小时的速度时，驱动电机的功率可有下面公式得出：
Cd?A?v2vpm?(m?g?f?)
3600?t21.15根据基础车型测试数据，可以拟合出滚动摩擦阻力系数计算公式：
f?0.0146?0.000045v?0.00000018 v2 车速为90km/h时取 0.0201
Cd——车辆空气阻力系数，取0.3；A——迎风面积，取2.203 m2;
ηt机械传动效率，取0.90; 按照满载质量1840kg计算车辆以90公里/小时的速
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