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新能源動力電池及整車測試需要做那些項目及試驗設(shè)備!

返回列表 來源:劍喬儀器 瀏覽: 159 發(fā)布日期:2021-06-04

 動力電池系統(tǒng)作為硬件本體和控制系統(tǒng)結(jié)合極為緊密的系統(tǒng),其測試大致可以劃分為兩大部分:電池包本體(Pack)測試、電池管理系統(tǒng)(BMS)測試。下面分別介紹這兩部分的測試情況:

 

電池包本體(Pack)測試

 

        電池包本體測試一般在DV/PV(設(shè)計驗證/生產(chǎn)驗證)階段進(jìn)行,目的是為了驗證電池包的設(shè)計/生產(chǎn)是否符合設(shè)計要求。其中包含溫度測試、機械測試、外部環(huán)境模擬測試、低壓電氣測試、電磁兼容測試、電氣安全測試、電池性能測試、濫用試驗測試等等。

 

        因為大伙都比較關(guān)心電池安全問題,在這里主要介紹一下電池包測試方法需要用的設(shè)備:

 

        1) (針刺擠壓一體試驗機)針刺測試:模擬電池遭到尖銳物體刺穿時的場景,因為異物刺入有可能導(dǎo)致內(nèi)部短路,試驗要求不起火不爆炸。

        2) (海水侵泡試驗機、鹽霧試驗機)鹽水浸泡:5%鹽水長時間浸沒測試,電池功能正常。

        目前新能源汽車電池包防水防塵等級推薦是IP67(即1米深的水浸泡半小時無損壞,上汽、蔚來的電池包都是IP67)。汽車的使用環(huán)境惡劣,再怎么做防水防塵保護(hù)也不過分(上海有一年暴雨導(dǎo)致車庫積水,傳統(tǒng)車都淹掛了,而電動車完好無損)。

        3)(外部火燒試驗機) 外部火燒:590攝氏度火燒持續(xù)130秒電池?zé)o爆炸、起火、燃燒并且無火苗殘留。

        4) (跌落試驗機)跌落:1m高度自由落體在鋼板上電池殼體完整功能正常。

        5) (高頻振動臺)振動測試:高頻振動模擬測試,要求電池包功能正常。

 

電池管理系統(tǒng)(BMS)測試

 

        電池管理系統(tǒng)的測試更多側(cè)重軟件測試,一般在軟件功能開發(fā)過程中進(jìn)行。與尚未量產(chǎn)的自動駕駛系統(tǒng)偏向于使用C語言實現(xiàn)軟件設(shè)計不同,現(xiàn)今成熟的電動汽車控制系統(tǒng)(如整車控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng))軟件都是以模型為基礎(chǔ)的軟件開發(fā)(Model-Based-Design)。

 

        MBD開發(fā)相比C的優(yōu)點是能夠以圖形化的方式表達(dá)復(fù)雜的邏輯、代碼可讀性、可移植性、開發(fā)調(diào)試便利程度都大大增強,同時利用成熟的代碼生成工具鏈,也避免了手工代碼容易產(chǎn)生的低級錯誤。在基于模型的軟件開發(fā)環(huán)節(jié)中規(guī)定了MIL/SIL/HIL等多項測試: 

 

        1) MIL(Model-In-Loops)既模型在環(huán)測試,就是驗證軟件模型是否可以實現(xiàn)軟件功能,測試依據(jù)是由系統(tǒng)需求分解而來的軟件需求。

        2) SIL(Software-In-Loops)軟件在環(huán)測試,對比模型自動生成的C代碼和模型本身實現(xiàn)的功能是否一致,使用Simulink自身工具就可以進(jìn)行Sil測試。

        3) PIL(Processer-In-Loops)處理器在環(huán)測試,目的是測試自動生成的代碼寫入控制器后,功能實現(xiàn)上是否與模型有偏差。

        PIL看似無關(guān)緊要,但不做重視也會引起一些不良后果(如調(diào)度問題、CPU Load,堆棧溢出等)

        4) HIL(Hardware-In-Loops)硬件在環(huán)測試,測試控制器完整系統(tǒng)功能,一般會搭建控制器所在系統(tǒng)的測試臺架,使用電氣元件模擬傳感器(如溫度)和執(zhí)行器(如風(fēng)扇負(fù)載)的電氣特性,驗證完整的系統(tǒng)功能。

 

        這些測試環(huán)節(jié)的用例來源于系統(tǒng)需求。在汽車軟件開發(fā)流程中,開發(fā)和測試成V字型進(jìn)行,俗稱軟件開發(fā)V模型。

 

        統(tǒng)開發(fā)流程中非常強調(diào)測試軟件環(huán)節(jié)的。要知道手機軟件出問題最多也就是秒退而已,車輛軟件出問題影響的是人命。當(dāng)年豐田剎車門事件,美國政府就派了嵌入式軟件專家和卡耐基梅隆的計算機教授詳細(xì)審查了發(fā)動機控制系統(tǒng)的軟件代碼,豐田對全局變量的濫用(上萬個)以及軟件安全機制的混亂就遭到了巨額處罰。如果豐田足夠重視軟件測試工作的話,這件事也許不會發(fā)生。

 

 

整車耐久測試

 

        關(guān)于整車耐久測試,最后再聊下電池在整車極限環(huán)境下的測試情況。

 

        整車耐久測試這部分工作一般是整車廠的測試&標(biāo)定工程師負(fù)責(zé)。整車耐久試驗的花銷很大,造工程樣車(每輛100萬左右)、租用測試場地、工程師團(tuán)隊花銷,很考驗廠家的資金實力,沒有強大的資金池根本無法運行起來。但在極寒、高溫、高濕度等各種極限環(huán)境下的測試進(jìn)行的越多,越能充分的驗證零部件的功能、性能以及耐久表現(xiàn),越早發(fā)現(xiàn)問題,解決修復(fù)所耗費的成本越低。

 

        1. (高低溫交變試驗箱)低溫耐久測試,主要測試?yán)淦饎有阅?,一般在黑?牙克石進(jìn)行。電池包的低溫充放電能力、低溫保護(hù)策略、電池包加熱功能在該項測試中都會進(jìn)行考核。

        2. 高溫耐久測試,一般在格爾木進(jìn)行,主要測試電池包在高溫下充放電能力、電池包冷卻功能和過熱保護(hù)策略。

        3. 高溫+高濕環(huán)境耐久測試,一般在海南進(jìn)行,海水環(huán)境會加速部件腐蝕,零部件的耐久會經(jīng)受嚴(yán)格考驗。

注:傳統(tǒng)車還有重要的高原測試,主要測試在低氣壓下發(fā)動機的性能表現(xiàn)。電動車一般不需要進(jìn)行此項測試。

 

        希望大家可以通過動力電池這個子系統(tǒng)(零部件)窺一管而知全豹,,了解電動汽車整車的開發(fā)&測試環(huán)節(jié),也了解整車廠開發(fā)/測試工程師的日常工作。

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