5月19日~20日,2016第四屆國際電動汽車及關(guān)鍵部件測評研討會于江蘇常州舉辦,本屆研討會以“測試評價助推產(chǎn)品技術(shù)升級”為主題。圍繞整車、動力電池系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、充電系統(tǒng)四大技術(shù)領(lǐng)域,從新能源汽車檢測測試工況、企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入政策法規(guī)、整車主客觀實(shí)證測評(EV-TEST)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、新能源車輛安全運(yùn)行監(jiān)控、動力電池系統(tǒng)開發(fā)測試等話題展開深度研討。
在動力電池系統(tǒng)測試評價技術(shù)會場上,中國汽車技術(shù)研究中心試驗(yàn)研究所新能源試驗(yàn)室主任王芳,發(fā)表題為《動力電池系統(tǒng)測試評價標(biāo)準(zhǔn)與評估體系》的演講。她表示,電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)來應(yīng)該根據(jù)電池電壓、溫度和所使用的環(huán)境,來制定電池充放電功率,把信息反饋給整車,讓電池用在比較舒適綠色區(qū)域里。國家正在制定電池管理系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),下周三會在深圳開研討會。
國家標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)有國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)跟電動汽車用電池相關(guān)的有15項(xiàng),其中7項(xiàng)是電動汽車上公告所需要強(qiáng)制檢測論證相關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn),也是各個企業(yè)想要進(jìn)入規(guī)范管理的目錄需要測試的一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中484、485、486這三個標(biāo)準(zhǔn)是聯(lián)動起來使用的,需要同時送樣,單體是24+4,模塊大概是22+2的數(shù)量。
為現(xiàn)在測系統(tǒng)的企業(yè)很多,31467.1、31467.2基本送到3到5個樣品就可以。31467.3有16項(xiàng),根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果達(dá)到IP6、7,5到6個樣品可以完成測試,建議企業(yè)做31467.1、31467.2、31467.3項(xiàng)目,送5+6的樣品組合,就是5個做31467.2,6個做31467.3,可以同時開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。
測試評價
動力電池評價主要包括電池單體、BMS、電池系統(tǒng)、外殼四大部分,評價關(guān)注點(diǎn)在于基本性能、循環(huán)性能和安全性能。
電池系統(tǒng)測試通用流程
電池一致性非常重要,在做HPPC測試的時候,電池一致性差異會給電池的功率特性、內(nèi)阻特性帶來很大的變化,做了不同快充快放之后再看電池能量效率,電芯一致性也有很多影響。不同體系的電池有不同的特點(diǎn),系統(tǒng)在不同溫度下,在不同倍率的時候,所測試出來能量效率表現(xiàn)特征不一樣,另外也發(fā)現(xiàn)SOC不同狀態(tài)在每一種電池內(nèi)部對能量效率發(fā)揮到不是那么的大,相比較而言溫度是影響能量效率發(fā)揮的最大因素。
還有功率特性,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)功率特性跟內(nèi)阻一些變化,包括內(nèi)阻受溫度影響的一些變化還是非常大的。從單體角度去說,功率狀態(tài)相當(dāng)于電池充電功率和放電功率特性是什么,很大程度就決定了整車控制策略是什么樣,可用SOC范圍能夠設(shè)置多少,最大電流預(yù)值在什么范圍,這是做單體評價比較重要的一方面。
根據(jù)229個電池包樣本統(tǒng)計(jì),就國標(biāo)測試來說,目前各種電池包在做系統(tǒng)測試的時候最容易出現(xiàn)問題主要有三項(xiàng):振動、擠壓和外部火燒,這三項(xiàng)出現(xiàn)的不合格率程度會稍微高一些。
機(jī)械這塊,有6大項(xiàng)測試,擠壓、振動、翻轉(zhuǎn)測試、模擬碰撞、機(jī)械沖擊、跌落,外殼破裂,內(nèi)部支架損失,接插件松動,高低壓溫度磨損,最嚴(yán)重短路的發(fā)生。我們把電池外殼打開以后,里面的模組連接的螺栓已經(jīng)松動甚至脫落下來,機(jī)械沖擊最大的問題,我給大家展示的圖是機(jī)械沖擊加速度已經(jīng)超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,達(dá)到了50個G以上的值,做這個試驗(yàn)的時候主要發(fā)現(xiàn)安裝點(diǎn)因?yàn)橐卸鴵p壞。擠壓,起火有兩方面,一個是空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷造成的,因?yàn)楦邏合到y(tǒng)的設(shè)計(jì)里種種因素,很多抗不住200遷流,還有空間排布不合理。
環(huán)境試驗(yàn)這塊,相對來說比較簡單一些,包括濕熱、溫度沖擊、高海拔,基本沒有出太多的問題。出問題主要是在火燒、炎熱這塊。保護(hù)功能,在標(biāo)準(zhǔn)里只有4項(xiàng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),充電安全大家是非常關(guān)心的,充電跟很多因素相關(guān),包括充電設(shè)施這塊的充電監(jiān)測中心,充電設(shè)備,充電機(jī)也包括車量監(jiān)控,電動汽車本身BMS要求,同時中間充電接口以及通訊協(xié)議也是非常重要的,每一個環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣,每一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會出現(xiàn)導(dǎo)致很嚴(yán)重的事故發(fā)生。對于電池系統(tǒng)本身來說應(yīng)該本身具有抗過充的能力,同時電池系統(tǒng)BMS一定要有過充電保護(hù)設(shè)計(jì)。國標(biāo)正在制定電池管理系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),下周三會在深圳開研討會。
最后想提一下剛才說到的除了16項(xiàng)安全測試以外的幾個項(xiàng)目,我們在實(shí)際測試過程中發(fā)現(xiàn)特意的留意了一下,一個風(fēng)冷電池管理系統(tǒng),當(dāng)做一個風(fēng)冷設(shè)計(jì)的時候,發(fā)現(xiàn)有一個電池包如果在沒開起風(fēng)冷的時候,溫升比較高,但是內(nèi)部溫度比較均勻,開起風(fēng)冷之后有一定的溫差,當(dāng)你不了解電池?zé)崽匦院蜔釘U(kuò)散途徑的話,不正確的附加風(fēng)冷系統(tǒng)反而導(dǎo)致電池溫差,電池不一致性加劇,很快讓電池系統(tǒng)失效,這也是我比較擔(dān)心的,覺得大家應(yīng)該關(guān)心的一個方面。第二個是兩款電池,一個風(fēng)冷,一個熱冷,把冷卻系統(tǒng)都關(guān)閉了,處于自然的狀態(tài),只是兩家設(shè)計(jì)方式不一樣,兩款電池溫差、溫升速度都不一樣,這是我測試的兩款產(chǎn)品,左邊的圖是大家非常主要的,國內(nèi)有很多款電池有這樣的特性,溫升在10度左右做這個實(shí)驗(yàn)的時候,溫差在5度左右,看到比較好的設(shè)計(jì)沒有看到散熱裝置起作用,溫差在2度,溫升在5度,可以評估下兩款的差異。
小結(jié)
電池管理系統(tǒng)整個電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)來應(yīng)該根據(jù)電池電壓、溫度和所使用的環(huán)境,來制定電池充放電功率,把信息反饋給整車,讓電池用在比較舒適綠色區(qū)域里。電動汽車的安全怎樣弄,電池是電化元載體,電池在充上電的時候發(fā)生各種反應(yīng),有這么多反應(yīng),因?yàn)橥饨绲挠绊懹泻芏嗖淮_定因素存在,安全性怎么辦?國標(biāo)要求不起火不爆炸就可以,在這種情況下,必須了解電芯基本情況,了解綠色區(qū)域是什么,不能觸碰的紅點(diǎn)在哪里,然后附加電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì),最終加上系統(tǒng)的保護(hù)。一個電芯發(fā)生失控的時候,系統(tǒng)發(fā)生熱失控速度都能減緩下來,不是要求電池最終不熱失控,只是在發(fā)生安全事故之前,車上的人能夠有足夠逃生時間,這是我們要求的安全理念。希望能夠盡量挑選高品質(zhì)的產(chǎn)品,滿足安全性能,充分電池性能,高水平的BMS管理。
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