电动汽车用阀控密封铅酸蓄电池设计方案

目 录

一、设计要求及电池参数

1.1设计要求 1.2电池参数

二、电池设计及计算

2.1 单体电池数目 2.2单体电池容量

2.3电极片数与隔膜片数的确定 2.4活性物质用量 2.5生产用铅粉需求量 2.6生产用铅膏需求量

三、板栅的设计及电池实际容量的计算

3.1板栅结构的选择 3.2板栅尺寸的确定 3.3板栅体积的计算 3.4电池实际容量的计算

四、隔板的选择与设计 五、电解液用量的计算

5.1硫酸用量计算 5.2硫酸用量核算

六、汇流排的设计与核算

7.1汇流排的设计 7.2汇流排的核算

七、限压阀的设计 八、电池槽设计和选择 参考文献

一、 设计要求及电池参数 1.1 设计要求

本设计欲设计一电动汽车用阀控密封铅酸蓄电池，要求能够使总质量为1t的电动汽车在均速为50km/h的条件下连续运行3小时，续航能力为150km以上，且最高时速可以达到90km/h。整个系统工作效率为80%。

1.2 电池参数

工作方式：间歇工作，并要求可以长时间中等电流放电，短时间大电流放电。 工作电压：288V

电池尺寸：单电池尺寸：150mm*40mm*200mm

电池组尺寸[1]：303mm*121mm*215mm 电池系统尺寸：1215mm*740mm*230mm

工作电流：

根据要求计算：时速90km/h时，

汽车电机提供的最大功率可通过以下公式计算：

Pe?1??MgfCdA3?1?1000?9.8?0.0150.4?1.75?1.453?????V?V??90??90?3600max76140max?0.8???16.75 kW360076140????

车重M 1000kg，行驶时空气阻力系数Cd 0.4，滚动阻力系数f 0.015， 电动机传动效率0.8 ，车宽1750mm，车高1450mm，最大时速 90km/h 平均时速50km/h，续航150km 平均时速下电机功率为：

Pe?1??MgfCdA3?1??V?V??360076140?0.8???1000?9.8?0.0150.4?1.75?1.453????50??50???4.65 kW360076140??

因此最大电流为

16.75x1000/288=58.16A

平均电流为

4.65x1000/288=16.15A

工作时间：均速50km/h可以连续工作3小时 循环寿命：500次以上

工作环境：温度-5-55℃，湿度5%-95%

二、 电池设计及计算 2.1 单体电池数目

电池系统设计电压为288V，将其设计为由多个电压为12V的电池组组成，因此所需电池组数目为24个；铅酸蓄电池单体电压为2V，因此每个电池组中单体电池数目为12V/2V=6个。

2.2单体电池容量

本设计需要满足汽车在50km/h的时速下连续行驶150km的要求，根据已有条件计算出电池需要的容量为：

16.15A*3h=48.45Ah

电池设计容量为理论容量的1.1-1.2倍，因此取设计容量为56Ah。

2.3电极片数的确定

根据单电池尺寸：150mm*60mm*200mm 设计正极板尺寸为：180mm*146mm*2mm，设计负极板尺寸为：180mm*146mm*1.4mm.

极板尺寸确定之后，根据Arendt经验公式可以估算每一片正极的容量：

C?L?H?0.154D 其中C-极板容量（Ah）；L-极板宽度（cm）；H-极板高度（cm）；D-极板厚度（cm） 根据设计的极板尺寸计算得每片正极板容量为：

?

正极板数目为：56/18.0=3.11，取4片

负极板数目比正极板数目取多一片，这样可以减少正极脱粉、变形等问题，同时还可以提高正极活性物质利用率。

由以上计算确定了正极板数目为4片，负极板数目为5片。

2.4活性物质用量

由于本设计采用贫液式设计，因此电池理论容量主要取决于正负极活性物质的量、电解液的量以及它们的利用率。经查阅相关文献，以3小时率放电时，当正极板厚度采用2mm时，活性物质利用率约为44%，负极板厚度采用1.4mm时，

[2]

活性物质利用率约为54%。因此活性物质需要量=理论容量*电化当量/活性物质