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汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)綜述

2024-11-16 08:26:15·  來源:汽車測試網(wǎng)  
 

動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)

動(dòng)力電池系統(tǒng)是能量存儲(chǔ)裝置,由單體蓄電池或模組構(gòu)成的電池包和電池管理系統(tǒng)等組成。動(dòng)力電池種類眾多,主要包括鋰離子電池、鉛酸電池等。當(dāng)前,鋰離子電池具有能 量密度高、輸出電壓和功率高、使用壽命長以及支持高倍率充放電等優(yōu)點(diǎn),被國內(nèi)大多數(shù) 電動(dòng)汽車企業(yè)所采用。

本節(jié)以鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)為例,介紹電性能、壽命以及安全三個(gè)方面的動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)方法。

一、電性能試驗(yàn)

動(dòng)力電池系統(tǒng)電性能試驗(yàn)主要包括容量、能量試驗(yàn)以及功率試驗(yàn)。下面主要介紹電性能試驗(yàn)設(shè)備與原理,以及相關(guān)試驗(yàn)方法。

1、試驗(yàn)設(shè)備

動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)過程中,使用充放電設(shè)備實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池系統(tǒng)的充放電,大型高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱可提供動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)的環(huán)境條件。

動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)原理如圖 5-3 所示,動(dòng)力電池系統(tǒng)的高壓、低壓(以及熱管理裝置等)與充放電設(shè)備相連,直流 12V 電源提供低壓電,專用計(jì)算機(jī)可按照試驗(yàn)要求通過 CAN 總線實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電池系統(tǒng)各參數(shù)(如電流、電壓、功率、溫度等)的監(jiān)控或控制。

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圖 5-3   動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)原理

(1)動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電設(shè)備

動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電設(shè)備既可充當(dāng)電源實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池系統(tǒng)的充電,也可充當(dāng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池系統(tǒng)的放電。動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)前,只需按照極性,將充放電設(shè)備與動(dòng)力電池系統(tǒng)正負(fù)極相接,并人為控制電池管理系統(tǒng)吸合動(dòng)力電池管理系統(tǒng)內(nèi)部繼電器,充放電設(shè)備 即可按照設(shè)定程序通過控制回路電流或端電壓等方式,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池系統(tǒng)的充電與放電。

如某動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電設(shè)備的關(guān)鍵性能參數(shù)為輸出電壓 DC 20 ~ 600V 連續(xù)可調(diào),輸出電流 ±600A,電壓控制、電流控制、測量精度≤滿量程 0.05%,最大可持續(xù)輸出功率160kW,如圖 5-4 所示。

(2)高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱

環(huán)境溫濕度不同,動(dòng)力電池系統(tǒng)的性能表現(xiàn)亦不相同。試驗(yàn)箱可以按照要求進(jìn)行溫度與濕度工況自動(dòng)調(diào)節(jié),提供動(dòng)力電池系統(tǒng)試驗(yàn)的環(huán)境條件,確保動(dòng)力電池系統(tǒng)溫濕度在試 驗(yàn)要求范圍內(nèi),且兼顧阻燃防爆的作用。

某大型試驗(yàn)箱的關(guān)鍵性能參數(shù)如下:尺寸 2000mm×1500mm×1500mm,溫度范圍?40 ~ 130℃,溫度波動(dòng)率≤ ±0.5℃,可滿足動(dòng)力電池系統(tǒng)常規(guī)試驗(yàn)的環(huán)境要求,如圖 5-5所示。

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圖 5-4    動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電設(shè)備 

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圖 5-5   高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱

2、容量、能量試驗(yàn)

容量和能量是衡量動(dòng)力電池系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一,放電能量的多少直接影響整車 續(xù)駛里程。動(dòng)力電池系統(tǒng)容量、能量試驗(yàn)規(guī)程,按照先后順序包括一個(gè)充電和一個(gè)放電;放電過程中放電電流對時(shí)間的積分為容量;放電電壓和電流的乘積對時(shí)間的積分為能量, 計(jì)算公式分別見式(5-6)和式(5-7)。

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試驗(yàn)過程中使用電壓作為動(dòng)力電池系統(tǒng)充電、放電是否完成的判斷依據(jù)。

不同型號、不同制造商,單體蓄電池電壓范圍均不相同。例如,某磷酸鐵鋰單體蓄電 池,其電壓范圍為 2.3 ~ 3.65V,即代表充電過程電壓升高,當(dāng)電壓達(dá)截止電壓 3.65V 時(shí), 說明蓄電池已滿電;放電過程電壓降低,當(dāng)電壓達(dá)截止電壓 2.3V 時(shí),說明蓄電池已空電。

動(dòng)力電池系統(tǒng)由若干個(gè)單體蓄電池通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接而成,如某動(dòng)力電池系統(tǒng)由 665 個(gè)磷酸鐵鋰蓄電池組成,成組方式為 19P35S,即 19 個(gè)單體蓄電池并聯(lián)形成一個(gè)模塊,再由 35 個(gè)模塊相互串聯(lián),并配備其他電子部件、結(jié)構(gòu)件構(gòu)成動(dòng)力電池系統(tǒng)。該單體蓄電池額定容量為 15A·h,則動(dòng)力電池系統(tǒng)額定容量為 285A·h。動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電過程中,由于單體蓄電池存在一定差異,并非所有單體蓄電池同時(shí)達(dá)截止電壓,因此當(dāng)某 一個(gè)(或相互并聯(lián)的若干個(gè))單體蓄電池電壓達(dá)截止電壓時(shí),則認(rèn)為動(dòng)力電池系統(tǒng)已達(dá)滿 電或空電的狀態(tài),因此動(dòng)力電池系統(tǒng)實(shí)際容量一定小于每一串單體蓄電池容量之和。為保 證動(dòng)力電池系統(tǒng)額定容量符合要求,單體實(shí)際容量應(yīng)略大于 15A·h。充放電末期各個(gè)單體蓄電池電壓差值可用于判斷所有單體蓄電池的一致性,電壓差越小,則一致性越好,動(dòng)力 電池系統(tǒng)的性能越好。

(1)試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)準(zhǔn)備包括試驗(yàn)對象檢查、試驗(yàn)臺架搭建以及試驗(yàn)程序設(shè)定。

1)試驗(yàn)對象檢查:正式試驗(yàn)開始前,完成對試驗(yàn)對象的檢查,確保其基礎(chǔ)功能正常。檢查項(xiàng)目主要包括試驗(yàn)對象外觀與銘牌、高低壓線束、絕緣阻值等。

2)試驗(yàn)臺架搭建:按照試驗(yàn)原理圖,將試驗(yàn)對象的高壓、低壓線束按需與試驗(yàn)設(shè)備、計(jì)算機(jī)連接;并將試驗(yàn)對象置于環(huán)境試驗(yàn)箱,可根據(jù)試驗(yàn)需求另增熱管理系統(tǒng)裝置或其他 設(shè)備。

3)試驗(yàn)程序設(shè)定:按照試驗(yàn)需求設(shè)定相關(guān)試驗(yàn)程序,實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電池系統(tǒng)的充電、放電;試驗(yàn)程序中應(yīng)包括試驗(yàn)保護(hù)閾值(防止試驗(yàn)過程發(fā)生意外)以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集周期(保證數(shù)據(jù)采集充分)。

(2)試驗(yàn)執(zhí)行

室溫下的容量、能量試驗(yàn):使用高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱,將試驗(yàn)對象溫度調(diào)整至室溫(室溫:25℃ ±2℃,本節(jié)提到的溫度均指動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)所有單體蓄電池溫度);第一步,使用 1C 電流將試驗(yàn)對象放至空電;第二步,使用 1C 倍率電流將試驗(yàn)對象充至滿電;第三步,使用 1C 倍率電流將試驗(yàn)對象放至空電。

試驗(yàn)對象每次充放電前,應(yīng)靜置 1h,并確保試驗(yàn)對象內(nèi)部單體蓄電池電壓無波動(dòng),溫度達(dá)室溫且無波動(dòng)。

(3)試驗(yàn)分析與處理

按照式(5-6)、式(5-7)計(jì)算試驗(yàn)對象放電容量、能量;為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,一般重復(fù)測量 3  次,取平均值作為最終結(jié)果。對于合格的動(dòng)力電池系統(tǒng),室溫條件下放電容量應(yīng)不低于額定容量。

以上是動(dòng)力電池認(rèn)證試驗(yàn)規(guī)定的方法,但對于動(dòng)力電池系統(tǒng),不同的溫度和放電電流均會(huì)影響放電容量、能量。一般情況下,動(dòng)力電池放電倍率越大,溫度越低,則放電容量、能量越小。因此也有標(biāo)準(zhǔn)采用 1/3C 放電電流。對于溫度,各企業(yè)可根據(jù)目標(biāo)市場的氣候特點(diǎn),開展相應(yīng)溫度范圍試驗(yàn)。某制造商根據(jù)需要制定的試驗(yàn)溫度范圍見表 5-2。此處的溫度僅針對容量、能量試驗(yàn)最后一步的放電溫度,前期準(zhǔn)備及充電溫度仍為室溫。

表 5-2 不同溫度條件下容量和能量測試記錄項(xiàng)目

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隨著我國新能源汽車技術(shù)、動(dòng)力電池技術(shù)的不斷發(fā)展,動(dòng)力電池系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)均有不同程度的提升,其中便包括動(dòng)力電池系統(tǒng)(質(zhì)量)能量密度。動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密 度的大小表征了單位質(zhì)量可存儲(chǔ)的能量,其數(shù)值越大,即表示動(dòng)力電池系統(tǒng)有限質(zhì)量內(nèi)可 以布置能量更多的蓄電池,有利于純電動(dòng)汽車的輕量化,降低能耗,提升續(xù)駛里程。動(dòng)力 電池系統(tǒng)能量密度計(jì)算方法見式(5-8)。

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 3、功率試驗(yàn)

動(dòng)力電池系統(tǒng)作為純電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置,工作時(shí)不僅為電機(jī)提供能量,也為電機(jī)輸 出功率。整車急加速工況中,動(dòng)力電池系統(tǒng)通過大功率輸出以滿足電機(jī)功率需求,此時(shí)各 個(gè)單體蓄電池電壓短時(shí)間內(nèi)被迅速拉低,若電壓低于一定范圍,則可能會(huì)損壞單體蓄電池。因此,當(dāng)動(dòng)力電池系統(tǒng)功率不足時(shí),整車會(huì)控制動(dòng)力電池系統(tǒng)的輸出功率,犧牲部分加速 性能。

動(dòng)力電池系統(tǒng)的放電功率性能受溫度以及 SOC 影響;一般來講,溫度越高、SOC 越高, 動(dòng)力電池系統(tǒng)放電功率越大。為提前預(yù)估不同狀態(tài)動(dòng)力電池系統(tǒng)的功率性能,動(dòng)力電池系 統(tǒng)開展功率試驗(yàn),驗(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)與電機(jī)是否匹配,并為整車功率策略的制定提供參考。

(1)試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)準(zhǔn)備同容量、能量試驗(yàn)準(zhǔn)備。

(2)試驗(yàn)執(zhí)行

以某制造商開展功率試驗(yàn)為例,試驗(yàn)采用恒功率放電的方法,即恒定功率法,可驗(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)某一溫度、某一  SOC、某一脈沖時(shí)間下的實(shí)際恒定功率放電能力。恒定功率法包括兩個(gè)重要工況:調(diào)整 SOC 和恒定功率放電。

1)調(diào)整 SOC :一般來講,高 SOC 動(dòng)力電池系統(tǒng)的功率性能基本可滿足電機(jī)功率需求, 因此往往只需驗(yàn)證 20%SOC 或以下的動(dòng)力電池系統(tǒng)的放電功率性能。

如調(diào)整 SOC 至 20%,按照容量、能量試驗(yàn)中的充電步驟將動(dòng)力電池系統(tǒng)充至滿電;靜置;使用 1C 電流放電 0.8h,此時(shí)動(dòng)力電池系統(tǒng)為 20%SOC。調(diào)整 SOC 至試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值 n% 的 1C 放電時(shí)間 t 的計(jì)算方法見式(5-9)。

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每次調(diào)整 SOC 后且在恒定功率試驗(yàn)前,試驗(yàn)樣品需完成靜置。

2)恒定功率放電:試驗(yàn)前,需預(yù)估當(dāng)前狀態(tài)下動(dòng)力電池系統(tǒng)的放電功率 P,并設(shè)定放電截止時(shí)間 t 和單體蓄電池截止電壓 U ;如果以功率 P 放電,放電時(shí)間和最小單體蓄電池電壓恰好分別達(dá) t0、U0,其中 t0 ≥(t ? 1.5)且 U0 ≤(U + 0.1),則認(rèn)為 P 為該動(dòng)力電池系統(tǒng)在該狀態(tài)下 t 時(shí)間的最大可持續(xù)放電功率。

如某磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng),狀態(tài)為 20%SOC,單體蓄電池電壓范圍為 2.3 ~ 3.65V。環(huán)境條件為室溫,設(shè)置放電時(shí)間為 10s、單體蓄電池截止電壓為 2.3V ;開啟 60kW 恒功率放電,經(jīng) 10s 后,最小單體蓄電池電壓為 2.34V(結(jié)果當(dāng)前狀態(tài)實(shí)際功率略大于 60kW,但誤差較小可以忽略),則認(rèn)為 60kW 為該動(dòng)力電池系統(tǒng)在室溫條件、20%SOC、10s 脈沖時(shí)間下的最大可持續(xù)放電功率。

恒定功率法試驗(yàn)時(shí),不同制造商根據(jù)整車需求設(shè)定不同溫度、不同 SOC 以及不同脈沖時(shí)間的測試點(diǎn)開展功率試驗(yàn)(表 5-3)。

表 5-3 某動(dòng)力電池系統(tǒng)放電功率測試點(diǎn)


溫度荷電狀態(tài)25℃,10℃,0℃,?10℃,?20℃(或制造商規(guī)定的其他溫度)20%SOC(或制造商規(guī)定的其他低于 20% 的 SOC)


(3)試驗(yàn)分析與處理

根據(jù)功率試驗(yàn)結(jié)果判定動(dòng)力電池系統(tǒng)與電機(jī)是否匹配,以及提前預(yù)估動(dòng)力電池系統(tǒng)會(huì)在何種狀態(tài)下不滿足電機(jī)峰值功率運(yùn)行。

如某純電動(dòng)汽車搭載峰值功率 50kW 電機(jī)以及某動(dòng)力電池系統(tǒng),開展該動(dòng)力電池系統(tǒng)功率試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表 5-4。

表 5-4 動(dòng)力電池系統(tǒng)不同溫度下 20%SOC 功率試驗(yàn)結(jié)果


溫度 /℃10s 脈沖時(shí)間放電功率 / kW判定25≥ 50合格10≥ 50合格0≥ 50合格?10≥ 50合格?20< 50不合格


試驗(yàn)結(jié)果說明,該動(dòng)力電池系統(tǒng) ?10℃及以上、SOC ≥ 20% 時(shí),可滿足電機(jī)峰值功率運(yùn)行;?20℃及以下、SOC ≤ 20% 時(shí),動(dòng)力電池系統(tǒng)不滿足電機(jī)峰值功率起動(dòng)條件,此時(shí)電機(jī)需降低功率獲取。

二、壽命試驗(yàn)

動(dòng)力電池系統(tǒng)充放電的本質(zhì)是鋰離子反復(fù)可逆的氧化還原反應(yīng),鋰離子通過在兩個(gè)電 極之間往返嵌入和脫嵌實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池系統(tǒng)的充電和放電。反應(yīng)過程中,會(huì)伴隨其他副反應(yīng),導(dǎo)致鋰離子數(shù)量不可逆減少,引起動(dòng)力電池系統(tǒng)容量、能量減少,導(dǎo)致整車?yán)m(xù)駛里程隨使 用次數(shù)增加呈不斷降低的趨勢。

對動(dòng)力電池系統(tǒng)開展循環(huán)壽命試驗(yàn),通過連續(xù)的充放電循環(huán),記錄試驗(yàn)樣品放電容量、能量的衰減,模擬整車實(shí)際工作過程容量、能量衰減引起續(xù)駛里程的減少。

(1)試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)準(zhǔn)備同容量、同能量試驗(yàn)準(zhǔn)備。

(2)試驗(yàn)執(zhí)行

重復(fù)容量、能量試驗(yàn) 500 次或 1000 次,記錄每一次放電過程的放電容量和能量。

(3)試驗(yàn)分析與處理

循環(huán)壽命試驗(yàn)過程中,將第一次放電過程的容量、能量視為試驗(yàn)樣品的初始容量、能量。若第 500 次循環(huán)的放電容量高于初始容量的 90%,則結(jié)果合格,停止試驗(yàn);若低于初試容量的 90%,則繼續(xù)循環(huán) 500 次,若第 1000 次循環(huán)放電容量高于初始容量的 80%,則結(jié)果合格,停止試驗(yàn);反之,判斷為不合格。

動(dòng)力電池系統(tǒng)壽命受單體蓄電池種類的影響,不同化學(xué)體系的單體蓄電池的壽命性能 存在不同程度的差異。此外在實(shí)際使用中,動(dòng)力電池系統(tǒng)的壽命受多方面因素影響,主要 包括環(huán)境溫濕度、充電方式、駕駛員操縱習(xí)慣和使用頻率等,其壽命可能會(huì)產(chǎn)生一定的偏 差,且動(dòng)力電池系統(tǒng)壽命會(huì)受到單體蓄電池一致性的影響。不同制造商可根據(jù)技術(shù)要求, 設(shè)定不同的充放電電流以及環(huán)境溫度開展循環(huán)壽命試驗(yàn)。

三、安全性試驗(yàn)

近年來,隨著純電動(dòng)汽車市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大,純電動(dòng)汽車安全事故也隨之增多;其中,據(jù)某車企統(tǒng)計(jì),近八成純電動(dòng)汽車起火事故由動(dòng)力電池引起。較其他部件而言,動(dòng)力 電池系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)較高,因此開展動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性試驗(yàn)尤為重要。

根據(jù) GB   38031—2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》,動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性試驗(yàn)測試項(xiàng)目共 16 項(xiàng),見表 5-5。本節(jié)以擠壓、浸水、外部火燒以及熱擴(kuò)散試驗(yàn)為例進(jìn)行介紹。

表 5-5 動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性試驗(yàn)測試要求

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1、擠壓

動(dòng)力電池系統(tǒng)擠壓試驗(yàn)?zāi)M當(dāng)其受到擠壓時(shí),是否起火、爆炸(圖 5-6)。

按規(guī)定選擇擠壓板和擠壓方向,擠壓方向?yàn)?x 和 y 方向,擠壓速度不大于 2mm/s。擠壓力達(dá)到 100kN 或擠壓變形量達(dá)到擠壓方向的整體尺寸的 30% 時(shí)停止擠壓,保持 10min。

完成擠壓試驗(yàn)后,觀察是否起火、爆炸。

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圖 5-6   擠壓試驗(yàn)

2、浸水

動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)水可能會(huì)導(dǎo)致單體蓄電池?fù)p壞甚至發(fā)生安全事故,因此對密封性能要求很高。浸水試驗(yàn)?zāi)M整車泡水,考核動(dòng)力電池系統(tǒng)的密封性(圖 5-7)。

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圖 5-7   浸水試驗(yàn)

試驗(yàn)對象按照整車連接方式連接好線束、接插件等零部件,選擇以下兩種方式中的一種進(jìn)行試驗(yàn)。

1)方式一:試驗(yàn)對象以實(shí)車裝配方向置于 3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氯化鈉溶液中 2h,水深要足以淹沒試驗(yàn)對象。

5)方式二:試驗(yàn)對象按照 GB/T 4208—2017《外殼防護(hù)等級(IP 代碼)》中所述方法和流程進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)對象按照制造商規(guī)定的安裝狀態(tài)全部浸入純水中。對于高度小于850mm 的試驗(yàn)對象,其最低點(diǎn)應(yīng)低于水面 1000mm ;對于高度大于或等于 850mm 的試驗(yàn)對象,其最高點(diǎn)應(yīng)低于水面 150mm。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間 30min。水溫與試驗(yàn)對象溫差不大于5℃。

將試驗(yàn)對象取出水面,在試驗(yàn)環(huán)境溫度下靜置觀察 2h。

3、外部火燒

外部火燒試驗(yàn)測試動(dòng)力電池系統(tǒng)在受到外部火燒時(shí)可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn),主要模擬當(dāng)整車其他零部件起火時(shí),對動(dòng)力電池系統(tǒng)是否產(chǎn)生影響。

動(dòng)力電池系統(tǒng)外部火燒試驗(yàn)在環(huán)境溫度為 0℃以上、風(fēng)速不大于 2.5km/h(0.7m/s)的環(huán)境下開展,布置方案如圖 5-8 所示。試驗(yàn)總共分為 4 個(gè)階段。

1)第一階段:預(yù)熱。在離試驗(yàn)對象至少 3m 遠(yuǎn)的地方點(diǎn)燃汽油,經(jīng)過 60s 的預(yù)熱后, 將油盤置于試驗(yàn)對象下方。

2)第二階段:直接燃燒。試驗(yàn)對象直接暴露在火焰下 70s。

3)第三階段:間接燃燒。將耐火隔板蓋在油盤上。試驗(yàn)對象在該狀態(tài)下測試  60s。

4)第四階段:離開火源。將油盤或者試驗(yàn)對象移開,在試驗(yàn)環(huán)境溫度下觀察 2h 或待試驗(yàn)對象外表溫度降至 45℃以下。

圖片圖 5-8   外部火燒布置方案

記錄試驗(yàn)對象是否有起火、爆炸等現(xiàn)象;如果有火苗,則記錄是否在火源移開后  2min

內(nèi)熄滅。外部火燒試驗(yàn)如圖 5-9 所示。

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圖 5-9   外部火燒試驗(yàn)

4、熱擴(kuò)散

熱擴(kuò)散的試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證當(dāng)單個(gè)蓄電池發(fā)生熱失控時(shí),是否會(huì)出現(xiàn)熱擴(kuò)散導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重安全問題。

熱擴(kuò)散試驗(yàn)在環(huán)境溫度 0℃以上、相對濕度為 10%~90%、大氣壓力為 86 ~ 106kPa 的環(huán)境中進(jìn)行。試驗(yàn)開始前,需將試驗(yàn)對象的 SOC 調(diào)整至規(guī)定范圍。

熱失控觸發(fā)對象為試驗(yàn)對象中的單體蓄電池,選擇動(dòng)力電池系統(tǒng)中靠近中心位置,或者被其他蓄電池包圍的蓄電池,通過針刺或者加熱觸發(fā)熱失控,同時(shí)監(jiān)測溫度和電壓。

熱失控的判定條件:

1)觸發(fā)對象產(chǎn)生電壓降,且下降值超過初始電壓的 25%。

2)監(jiān)測點(diǎn)溫度達(dá)到制造商規(guī)定的最高工作溫度。

3)監(jiān)測點(diǎn)的溫升速率≥ 1℃ /s,且持續(xù) 3s 以上。

當(dāng) 1)和 3)或者 2)和 3)發(fā)生時(shí),判定發(fā)生熱失控。

為了確保熱擴(kuò)散不會(huì)導(dǎo)致車輛乘員發(fā)生危險(xiǎn),需采用針刺和加熱兩種方法分別驗(yàn)證;如果發(fā)生熱失控,則記錄熱事故報(bào)警信號發(fā)出后試驗(yàn)對象外部發(fā)生起火或爆炸的時(shí)間,該 時(shí)間應(yīng)不少于 5min。熱擴(kuò)散原理如圖 5-10 所示。

圖片

圖 5-10   熱擴(kuò)散原理


注:本文節(jié)選自工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材《新能源汽車試驗(yàn)學(xué)》,本書可作為高等院校車輛工程、新能源汽車、交通工程及相關(guān)專業(yè)的教材,也可供有關(guān)研究人員、工程技術(shù)人員和管理人員參考。
本書由機(jī)械工業(yè)出版社出版,本文經(jīng)出版方授權(quán)發(fā)布。作者:張代勝 
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