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动力电池系统作为新能源电动汽车的核心部件，其性能直接决定续航、安全和成本。动力电池的参数匹配性分析，绝非孤立的技术指标堆砌，而是整车性能、成本、安全、寿命的多维博弈， 找到电压、容量、功率、温度等的平衡点。

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1、动力电池包主要性能参数

1）额定电压：动力电池系统的额定电压和电压应用范围必须与电动车辆的高压系统部件如电机及电机控制器等进行匹配。

2）工作电压范围：动力电池系统的工作电压范围主要是与整车电机及电机控制器等高压部件允许的工作电压上下限要求相适应。

3）总容量：在规定条件下的放电容量要求。

4）总能量：在规定条件下，从满电态100%SOC完全放电至0%SOC时所能放出的总能量／总电量要求。

5）可用能量：在规定条件下，从可用SOC上限值放电至SOC下限值时，所能放出的总能量／总电量要求。

规定条件指特定温度和放电速率，例如25℃，1C放电或1/3C放电

6）可用SOC范围：指电池在正常运行时可以安全使用的电量区间。与可用能量对应的就是可用SOC范围，这主要受限于单体电池的应用限制。

7）峰值放电功率：在特定时间（一般不大于30s）内以规定条件能够提供的最大放电功率。

8）峰值充电功率：在特定时间内以规定条件能够提供的最大充电功率。

9）寿命：循环寿命在规定的充放电终止条件下，以特定的充放电制度进行充放电，达到寿命终止条件之前所能进行的循环次数，通常规定放电容量低于初始容量的80%作为寿命终止条件。

2、动力电池系统参数匹配性分析

电动车续航的提升并不是简单粗暴地增大电池容量，而是需要系统性优化电池参数、电驱效率、热管理及整车轻量化的综合工程。

例如，小米YU7标准版尽管电池包只有96.3kWh，但是续航却达到了835km。盲目增加电池容量会导致成本飙升，整车重量也提高了，另外还可能缩短电池寿命。

（1）额定电压及电压应用范围

对于高速电动车辆动力电池系统的额定电压等级，参照《电动车辆高压系统电压等级》（GB/T 31466—2015）可选择144V、288V、320V、346V、400V、576V等。

目前比较火热的有400V和800V。常说的800V高压平台指的是一个范围，一般在550-930V范围都可以称为800V。例如：

对于微型低速电动车（俗称老头乐）动力电池系统的电压等级，100V以下主要以48V、60V、72V和96V为主。

GB/T 31466—2015 《电动车辆高压系统电压等级》

动力电池系统的额定电压及电压范围必须与整车选用的电机和电机控制器工作电压相匹配，因此必须选择合适的单体电池规格，并确定其串并联数量，系统额定电压及工作电压范围。

通常，允许使用的电压范围上限为系统额定电压的115%~120%（防止过压），下限为系统额定电压的75%~80%（避免欠压）

（2）动力电池系统容量

整车概念设计阶段，从整车车重和设定的典型工况出发，根据续航里程，整车性能（最高车速、爬坡度、加速时间等）要求，可以计算出汽车形式所需搭载的总能量需求。

动力电池系统容量主要基于总能量和额定电压来进行计算（文末有简单算例）：

（3）功率和工作电流

1、峰值功率：急加速时，动力电池系统需短时大电流（对应的工作电流为峰值放电电流）；紧急刹车时，需进行短时能量回收（对应的回馈电流为峰值充电电流）

2、持续功率：平路行驶或长坡道行驶时需稳定输出电流，此时要求能够长时间稳定输出一定额度的电流，主要考虑电池内阻与温升限制

（4）可用SOC范围

通常，SOC范围是从满电状态（100% SOC）到完全放电状态（0% SOC），但实际上，为了延长电池寿命和确保安全，动力电池系统的可用SOC范围会被限制在一定的区间内。

SOC窗口设计原则：

安全性：避免过充（析锂风险）和过放（活性物质不可逆损失）

寿命优化：浅充浅放（如SOC=20%~80%）可减少容量衰减，但需权衡续航里程与成本

自放电补偿：存储周期超过3个月时，SOC下限需≥5%，防止自放电导致过放

SOC可用范围的影响：

总能量的设计

直接体现：单体电池的选型及数量要求

对电池箱体的包括尺寸设计、内部布置及安装空间间隙以及总体成本等方面产生最直接的影响

综上所述，动力电池系统SOC使用区间的选择应该综合权衡以上各个影响因素，因此，需进行综合平衡选择，确定SOC使用区间的最佳方案。

（5）温度应用范围

动力电池系统的温度应用范围主要考虑：

低温条件下对单体电池的充电、放电功率和能量的影响；

高温条件下对电池寿命和安全特性的影响。

1）工作温度范围

一般情况下，动力电池系统要求在-20～60℃外部环境温度中能正常工作。

2）存储温度范围

一般条件下，要求动力电池系统产品能在-40～60℃范围内能进行存储。

3、车型参数匹配简单案例

背景：开发一款续航500km的BEV，电机峰值功率150kW，目标成本15万元。

电压选择：采用400V平台（兼容现有充电桩），串联电芯数=400V÷3.7V≈108串；

容量计算：总能量=500km×25kWh/km=125kWh，系统容量=125kWh÷400V=312.5Ah；

功率验证：持续放电电流=150kW÷400V=375A，需选用支持4C放电的三元锂电池；

SOC窗口：设定15%-90%（平衡续航与寿命），可用能量占比75%；

热管理设计：液冷板覆盖电芯底部，低温时加热功率≥5kW。

案例仅供参考

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       原文标题 : PACK产品开发与设计(9)：动力电池系统产品参数匹配性分析