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你们知道电动汽车电池需要测试哪些参数吗?

汽车电子硬件设计 2021-04-17 10:00 次阅读

本文讨论了设计符合EV电池标准的车辆电池系统的不同因素。

对电动汽车(EV)的需求不断增加,制造商正在开发和发布更实惠的车型。设计电动汽车电池或电池管理系统(BMS)时,最重要的因素是安全性。安全是通过严格的法规和认证共同在工业中追求的,并通过测试来确保。

在本文中,我们将对电池标准测试涵盖电动汽车电池系统的哪些因素进行概括性介绍。

EV电池需要进行全面测试,以确保其足够安全用于商业用途。图片由UL(Underwriter Laboratories)提供。

为何电动汽车电池测试很重要

由于汽车消耗大量功率,因此仅需要具有高功率密度的电池技术,并且由于汽车需要每天使用,因此电池必须是可充电的。但是,它们更大的能量存储能力(由于使用反应性金属而导致)意味着如果它们失效,它们可能更具破坏性。

在故障期间,锂基电池会释放出大量氢气,内部短路引起的强烈热量会点燃氢气,从而有效地产生火焰喷射器。由于汽车有可能因碰撞而损坏,因此电池必须具有多种安全机制,以确保在任何情况下都不会点燃电池。

电动汽车测试参数

与任何工程项目一样,第一步是始终了解您的产品可以在其中生存的环境。

汽车工业非常严酷,因此在电池方面需要考虑哪些因素?

机械

由于车轮的不断运动以及车辆可能接触的不平坦表面,机械应力和影响在汽车工业中非常重要。因此,电池系统必须能够长时间处理这些剧烈振动。车辆碰撞也是一个真正的威胁,任何经历此类事件的电池系统都必须能够幸存或损坏。至关重要的是,施加在电池系统上的任何撞击或压力都不得引起火灾或泄漏爆炸性气体。

温度

虽然电动汽车没有引擎,但从电池汲取的大电流会导致温度升高。但是,根据使用车辆的位置,这些电池也有望在极低的温度下工作。但是,在寒冷的夜晚和炎热的白天里,温度也会每天发生波动,这可能会导致需要考虑频繁的热应力。如果将车辆放在阳光下而不使用,则设计人员可能需要考虑是否需要从未断开的自动冷却系统。

在正常条件下,设计人员将能够确定从电池到电动机电流消耗,从而确定电缆尺寸和保险丝设置。但是,需要考虑许多可能对电池造成严重影响的其他电气因素。其一,在充电和放电期间电池电压的变化率会导致过热。另一个要考虑的因素是电网故障期间主电源的电压尖峰,这可能会严重损坏电池系统。

符合性测试的类型

监管机构规定了许多针对电动汽车的标准。在ISO出版了40标准,涵盖安全从单个元件一路攀升至V2X协议的水平。UL(Underwriter Laboratories)是另一个监管机构,针对电池测试提出了编纂规则,其中包括涉及电动汽车电池安全性的UL 2580,并提出了有关这些电池必须如何承受各种滥用行为的要求。

尽管有许多标准和监管机构,但为电池安全而设计的测试都集中在确保EV电池能够承受可能引起安全问题的各种环境和条件。

这些条件包括:

标准热测试–在各种温度下存储等

热滥用–承受突然的高温等

热冷却损失–承受冷却不足

机械振动–承受车辆振动

机械冲击–承受突然的冲击

机械撞击和挤压–测量电池在碰撞中如何应对挤压

机械穿透–承受穿透(例如,短电池)

电气短路–处理短路

电气过充–过度充电不会损坏电池或导致故障

电动放电–确定快速放电是否会因气体积聚等导致损坏。

EMC敏感性–承受EM干扰源

高压保护–防止突然的高压

电气关闭完整性–确保关闭隔离器正常运行

电气不平衡充电–确保在不平衡充电期间电池安全

环境–在海拔,湿度,湿度和火灾中生存

浸水–确保浸水期间电池安全

结论

制定标准以确保设计不仅使用通用的兼容硬件和软件解决方案,而且确保它们满足最低的安全级别。与引擎/燃油系统相比,电池系统更容易出现故障和损坏,因为它们对冲击,振动,温度波动和穿透非常敏感。因此,在安装电池系统时必须遵循严格的标准,以确保即使在最恶劣的环境下也能保持安全。

编辑:jq

原文标题:电动汽车电池测试参数

文章出处:【微信号:QCDZYJ,微信公众号:汽车电子硬件设计】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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