電動汽車電池測試參數(shù)

電動汽車電池測試參數(shù) 

本文討論了設(shè)計車輛電池系統(tǒng)以符合 EV 電池標(biāo)準(zhǔn)的不同因素。

對電動汽車 (EV) 日益增長的需求促使制造商開發(fā)發(fā)布更實惠的車型。設(shè)計 EV 電池或電池管理系統(tǒng) (BMS) 時最重要的因素是安全性。行業(yè)通過嚴(yán)格的監(jiān)管和認(rèn)證共同追求安全，并通過測試確保安全。

電動汽車電池需要進(jìn)行徹底的測試，以確保它們足夠安全以用于商業(yè)用途

       為什么電動汽車電池測試很重要

由于汽車消耗大量電力，因此僅需要具有高功率密度的電池技術(shù)，并且由于汽車需要每天使用，因此電池必須是可充電的。然而，它們更大的能量存儲能力（由于使用活性金屬）意味著它們在失效時可能更具破壞性。

在故障期間，鋰電池會釋放大量氫氣，內(nèi)部短路引起的高溫會有效點燃?xì)錃猓瑥亩纬苫鹧鎳娚淦?。由于汽車存在碰撞損壞的風(fēng)險，因此電池必須包含多種安全機(jī)制，以確保在任何情況下都不會點燃電池。

每個 EV 系統(tǒng)級別的“安全策略”

       電動汽車測試參數(shù)

機(jī)械的

由于車輪的持續(xù)運(yùn)動以及車輛可能接觸的不平整表面，機(jī)械應(yīng)力和影響在汽車行業(yè)中非常重要。因此，電池系統(tǒng)必須能夠長時間處理這些劇烈振動。車輛碰撞也是一個威脅，任何遇到此類事件的電池系統(tǒng)都必須能夠幸存或不算嚴(yán)重的損壞。施加在電池系統(tǒng)上的任何沖擊或壓力都不會引起火災(zāi)或泄漏爆炸性氣體，這一點至關(guān)重要。

        溫度

雖然電動汽車沒有發(fā)動機(jī)，但從電池中汲取的大電流會導(dǎo)致溫度升高。然而，根據(jù)車輛的使用地點，這些電池也有望承受極低的溫度。但是，在寒冷的夜晚和炎熱的日子里，每天都會發(fā)生溫度波動，這可能會導(dǎo)致需要考慮頻繁的熱應(yīng)力。如果車輛在陽光下未使用，則設(shè)計人員可能需要考慮是否需要永不脫離的自動冷卻系統(tǒng)。

        電氣

在正常情況下，設(shè)計人員將能夠確定從電池到電機(jī)的電流消耗，從而確定電纜尺寸和保險絲設(shè)置。但是，需要考慮許多其他可能對電池產(chǎn)生嚴(yán)重影響的電氣因素。一方面，充電和放電過程中電池電壓的變化率會導(dǎo)致過熱。另一個需要考慮的因素是電網(wǎng)故障期間主電源的電壓尖峰，這可能對電池系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p壞。  

        合規(guī)性測試類型

監(jiān)管機(jī)構(gòu)規(guī)定了許多電動汽車標(biāo)準(zhǔn)。ISO 已發(fā)布 40 多項標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋從單個組件級別一直到 V2X 協(xié)議的安全性。UL（Underwriter Laboratories）是另一個監(jiān)管機(jī)構(gòu)，它提出了電池測試的成文規(guī)則，包括UL 2580，它關(guān)注電動汽車電池的安全性，并規(guī)定了這些電池必須如何能夠容忍廣泛的濫用。

雖然有許多標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，但為電池安全設(shè)計的測試都集中在確保 EV 電池能夠承受可能導(dǎo)致安全問題的各種環(huán)境和條件。

這些條件包括：

標(biāo)準(zhǔn)熱測試——各種溫度下的儲存等。

熱濫用- 承受突然的高溫等。

熱冷卻損失– 承受冷卻不足

機(jī)械振動- 承受車輛振動

機(jī)械沖擊- 承受突然的沖擊

機(jī)械沖擊和擠壓——測量電池如何應(yīng)對碰撞中的擠壓

機(jī)械穿透- 承受被穿透（即短電池）

電氣短路- 手柄短路

電過充——過充不會對電池造成損壞或?qū)е鹿收?

電力放電- 確定快速放電是否會因氣體積聚等造成損壞。

EMC 敏感性– 承受 EM 干擾源

高壓保護(hù)– 防止突然的高壓

電氣停機(jī)完整性——確保停機(jī)分離器正常工作

電不平衡充電- 確保電池在不平衡充電期間是安全的

環(huán)境——在海拔、濕氣、濕度和火災(zāi)中生存

浸水- 確保電池在浸水期間保持安全

結(jié)論

制定標(biāo)準(zhǔn)以確保設(shè)計不僅使用通用兼容的硬件和軟件解決方案，而且確保它們滿足最低安全級別。與發(fā)動機(jī)/燃料系統(tǒng)相比，電池系統(tǒng)可以說更容易出現(xiàn)故障和損壞，因為它們對沖擊、振動、溫度波動和穿透非常敏感。因此，當(dāng)整合電池系統(tǒng)時，必須遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，以確保它們即使在最惡劣的情況下也能保持安全。

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