启动型铅酸蓄电池选型设计规范1028.docx
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启动型铅酸蓄电池选型设计规范1028
启动型铅酸蓄电池选型设计规范-20131028
起动型铅酸蓄电池选型设计规范
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批准
北汽福田汽车股份有限公司
汽车工程研究院
电子电器中心
起动型铅酸蓄电池选型设计规范
编号：
共6页第1页
起动型铅酸蓄电池的选型是一个十分复杂的过程，需要根据发动机排量、发动机类型、气候条件和汽车选装用电器的多少确定，其中，起动机的功率是选择蓄电池的主要依据。
下述的理论计算均只能作为实际选择的参考，必须要以理论设计计算为基础，同类车型的开发经验并结合寒区试验的方案进行选择。
1、计算方法一：
起动机的作用是保证发动机的顺利起动。
目前我国起动机的选择处于类比阶段，为了保证发动机成功起动，并且满足GB/T12535的要求，起动机的起动转矩Mc必须大于发动机的阻力矩。
起动发动机所必须的起动功率决定于发动机的阻力及发动机的起动转速。
发动机的起动阻力力矩，包括摩擦阻力力矩、压缩损失力矩以及驱动发动机各种辅助机构的力矩。
其中，摩擦阻力矩和压缩损失力矩又取决于温度、转速、气缸的工作容积和发动机的型式。
取经验公式：
Mc=k*V
式中：
Mc—发动机的起动阻力矩（N.m）
V—发动机的工作容积（L）
k—比例系数（0℃时汽油机取30~40。
柴油机取70~75）
注：
实际的发动机起动阻力矩须在低温状态试验获得。
折合为起动机的起动力矩为：
M={Mc/（Z2/Z1）}/∩
其中：
Z2：
发动机飞轮齿环的齿数
Z1：
起动机驱动齿轮的齿数
∩：
起动机小齿轮与发动机飞轮齿环的传动效率，工程计算一般取∩=0.85~0.95
根据上式算出的起动机的起动力矩M，根据计算选起动机的相同温度的特性曲线（见举例附件一）可以得出起动机在此力矩所需要的起动电流I（A）。
根据此安培数I，查GB/T5008.2中的表2（参考附件二）标准中启动电流I（A）此安培数对应的蓄电池，即可选择出蓄电池的大小。
起动型铅酸蓄电池选型设计规范
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2、计算方法二：
Q=5487（n/g）（P/U）
式中：
Q:
蓄电池的额定容量（Ah）
P：
起动机的额定功率（kW）
U：
起动机的工作电压（V）
n/g：
短路电流的变化系数
针对不同条件，n、g参数的取值为：
温度
参数
+20℃
0℃
-15℃
-35℃
n
2
1.88
1.80
1.70
g
20
15.1
11.8
5.9
Q
Q=549P/U
Q=683P/U
Q=837P/U
Q=1580P/U
注：
以上公式和参数来源于清华大学汽车工程系韩晓东教授的《汽车电器》教材
3、计算方法三
Q=（600~800）P/U
式中：
Q:
蓄电池的额定容量（Ah）
P：
起动机的额定功率（kW）
U：
起动机的工作电压（V）
注：
以上公式来源于王启瑞主编的《汽车电气及电子设备》
4、计算方法四
Q=4KPUH/｛〖1+0.01（t-20）〗〖∩UH（UH-UK）-4PRL〗｝
式中：
Q:
蓄电池的额定容量（Ah）
K：
系数：
普通型蓄电池为0.05，薄极板型为0.04
P：
起动机额定功率
UH：
蓄电池的额定工作电压
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t：
温度
UK：
起动机制动电压：
柴油机12V系取4.8V，24V系取9.6V；汽油机12V系取6V，24V系取12V；
∩：
起动机电磁功率转换为P时的效率，1KW以上取0.9，1KW以下取0.8；
RL：
蓄电池与起动机连线内阻：
12V系按照0.001欧姆，24V系按照0.002欧姆.
注：
以上公式来源于《汽车电器》2007年第二期
5、计算方法五：
通用规则：
温度降低，蓄电池容量降低，到冰点以下，电池容量更急剧下降。
作为通用的规则，当用电器较少时，推荐每16cm3（相当于1in3）发动机排量需用1A的冷起动电流。
如：
捷达轿车发动机排量为1.6L，则至少需要100A的冷起动电流，而现在用的电池的低温冷起动电流大约为250A，已经超出推荐值很多。
所以实际的选择仍主要考虑制造厂的技术规格和同类型车辆所用电池容量作为参考，通过实际试用后加以确定。
注：
源自（汽车电器与电子系统）B.霍莱姆比克著（美国）
以下以BJ493ZLQ3为例说明以上五种计算方法：
BJ493ZLQ3的相关参数如下：
排量：
2.771L；起动机功率：
2.8KW；起动机齿数：
9；发动机齿数：
108；
发动机压缩比：
17.4：
1；最低起动转速：
150r/min。
起动机的特性曲线（见附件一）
方法一：
发动机起动阻力距：
Mc=k*V=（70~75）*2.771=193.97~207.825
起动机应提供的力矩：
M={Mc/（Z2/Z1）}/∩=17.01~20.375
则对应查附件一图纸得出：
需要的起动电流约为：
560A~590A
则根据GB5008.2中查表：
150AH~160AH的国标标准的蓄电池可以满足要求。
另：
根据SAE标准的蓄电池具有短时大电流放电的特点：
查相关标准其80AH的蓄电池可以达到-18℃冷起动电流622A。
因此，按照SAE标准选择80AH即可满足要求。
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方法二：
0℃时
Q=5487（n/g）（P/U）=683*2.8/12=160Ah
方法三：
Q=（600~800）P/U=140AH~190Ah
方法四：
-18℃时
Q=4KPUH/｛〖1+0.01（t-20）〗〖∩UH（UH-UK）-4PRL〗｝=163Ah取整为：
160Ah。
方法五：
每1.6L排量需要100A的冷起动电流，则2.771L的排量为不超过200A则40Ah可以满足需求。
综上五种方案，算出来的结果部分差异比较大，因此，蓄电池的选择更要以理论计算为基础，结合同类成功车型的对比和实车的冷起动或者寒区试验进行综合的选择。
附件一：
共6页第5页
BJ493国三发动机匹配起动机的特性曲线
附件二：
共6页第6页
GB/T5008.2-2005中表2关于塑料槽上固定型号的蓄电池
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