如何測試電動汽車電池的好壞？

如今，電動汽車（EV）的需求在不斷增長，制造商們正在開發(fā)更廉價的車型。在設計電動汽車電池或電池管理系統(tǒng)（BMS）時，最重要的因素是安全性。通過嚴格的監(jiān)管和認證，并通過測試來確保安全是消費者和廠商的共同追求。

在本文中，我們將對電動汽車電池系統(tǒng)的電池標準測試的涵蓋因素進行了解。

電動汽車電池需要經過徹底的測試，并確保其足夠安全，才可用于商業(yè)用途。

我們?yōu)槭裁匆M行電動汽車電池測試？

汽車也算是一只“電老虎”，所以只有高功率密度的電池技術才能滿足它的食量，因為汽車需要每天使用，電池就要必須頻繁充電。然而，它們更大的能量儲存能力（由于使用活性金屬）意味著，如果它們失效，其破壞性會更大。

鋰電池一旦發(fā)生故障，就會釋放大量氫氣，內部短路所產生的強烈熱量將會點燃氫氣，它會變成一個很危險的火焰噴射器。由于汽車在碰撞中也有損壞的風險，因此電池必須包含多種安全機制，以確保在任何情況下它都不會著火。

電動汽車測試參數

與任何工程項目一樣，第一步是要了解產品所期望的生存環(huán)境。那么電池方面需要考慮哪些因素呢？

機械

在汽車工業(yè)中，由于車輪的不斷運動，以及汽車可能接觸到的不平表面，所產生的應力和影響是非常嚴重的。因此，電池系統(tǒng)必須能夠長時間處理這些強烈的振動。汽車碰撞也是一大威脅，我們要求任何經歷過這些考驗的電池系統(tǒng)必須能夠幸存甚至完好無損。對電池系統(tǒng)施加的任何沖擊或壓力都不能引起火災或泄漏爆炸性氣體，這是至關重要的。

溫度

雖然電動汽車沒有發(fā)動機，但電池產生的大電流會導致溫度升高。然而，這些電池也可以在非常低的溫度下使用，這取決于車輛的使用地點。溫度波動可能每天都在發(fā)生，寒冷的夜晚和炎熱的白天會出現(xiàn)頻繁的熱應力，這需要加以考慮。如果車輛被留在太陽底下而沒有使用，設計師還需要考慮不間斷的自動冷卻系統(tǒng)。

電

在正常情況下，設計師通過確定從電池到電機的電流消耗大小，來確定電纜尺寸和保險絲設置。然而，還需要考慮其他對電池產生影響的因素。例如，電池在充放電期間電壓的變化率會導致過熱。另一個要考慮的因素是電網故障期間電源的電壓尖峰，電源電壓峰值會對電池系統(tǒng)造成嚴重的損壞。

別以為你買的是新電池就不需要檢測

即使是新買的電動車或者新的電池我們也需要進行泄漏檢測。隨著電動和混合動力電動汽車數量的增加，電池組件的質量將成為汽車制造商及其供應商的一個關鍵問題。對BEV和PHEV電池和電動機的物理完整性的要求尤為嚴格。

制造商和供應商可以使用簡單的泄漏檢測方法。包括單個電池單元的氦氣真空測試;或最終組裝后的冷卻和氣密性泄漏檢測。

汽車行業(yè)標準通常要求電池在10，000次充電循環(huán)后保持80％或更高的存儲容量。電解液不得從電池中泄漏，水分不能進入電池。廠商要保證每個電池必須是氣密的。如果不是這種情況，長久以往會降低電池電量，而且大氣濕度的滲透也會破壞不正確封閉的電池單元。結果可能是災難性的。

測試類型

目前有許多由監(jiān)管機構制定的電動汽車標準。ISO已經發(fā)布了超過40個標準，涵蓋了從單個組件到V2X協(xié)議的安全級別。UL （Underwriter Laboratories）是另一個提出電池測試法規(guī)的監(jiān)管機構，其中包括UL 2580，該法規(guī)關注電動汽車電池的安全性，并制定了電池必須能夠容忍廣泛濫用的要求。

雖然有很多標準和監(jiān)管機構，他們的目的都是一樣的——致力于確保電動汽車電池能夠承受各種可能導致安全問題的環(huán)境和條件。

這些條件包括：

標準熱試驗-在不同溫度下的儲存

熱濫用-耐突然高溫

失熱冷卻-耐受缺乏冷卻

機械振動-經得起車輛振動

機械抗沖擊-耐突然沖擊

機械沖擊和粉碎-測量電池將如何應對被粉碎在碰撞

機械穿透-能夠被穿透（例如，短單元）

電氣短路-手柄短路

過充-過充不會對電池造成損壞或導致故障

電力放電-確定快速放電是否通過氣體積聚等造成損害。

電磁兼容性敏感性-耐電磁干擾源

高壓保護-保護從突然的高壓

電氣關閉完整性-確保關閉分離器正常工作

不平衡充電-確保電池在不平衡充電時是安全的

環(huán)境-海拔，濕度，火災

水浸-確保電池在水浸期間不會漏電

動力電池的續(xù)航挑戰(zhàn)

天氣對車輛的續(xù)航里程有不小的影響，寒冷的冬季，因為沒有來自發(fā)動機的廢熱可以利用，要使用直接電阻加熱來加熱座艙；炎熱的夏天，使用空調也會嚴重影響續(xù)航里程；堵車也是電動汽車最怕出現(xiàn)的情況。很多人不愿意購買電動汽車都是考慮到車輛的續(xù)航能力問題，從長遠來看，要提振消費者信心，消除電動汽車大規(guī)模接受的最大障礙——續(xù)航焦慮仍是關鍵。

雖然近年來電池技術一直在改進，但無論是目前電動汽車采用的三元聚合物鋰電池（Li（NiCoMn）），還是 磷酸鐵鋰電池（LFP），在低溫環(huán)境下都會出現(xiàn)性能可見的衰減。這主要是電池活性下降導致充放電性能打折所致。

此外，純電動汽車最核心的部件就是電池，如今買完車，除非一些電池終身質保的車輛，大多數車主都擔心電池過早終結，畢竟換一個電池價值不菲，一旦電池壞掉，車子也就不用修了。美國加州大學河濱分校（UCR）的工程師發(fā)表的一項新的研究表明，商用大功率快速充電樁有一個致命的弱點，會使電動汽車電池受到高溫和電阻的影響，僅25個快速充電周期就會令其過早“死掉”。發(fā)生化學損傷的電動汽車電池可能會毀了整輛車。

7000節(jié)電池，每個電池都需要控溫和防止短路，的確是個挑戰(zhàn)

電芯和電池必須全面測試

電動交通對電芯和電池提出了更高的需求，如提升性能、提高續(xù)航里程、降低成本，要求電芯和電池必須具有高品質，并能滿足功率和能量密度、安全性、耐用性等要求；而廠商要想在市場上立足，成本也必須優(yōu)化。出于這些原因，工程師必須對其全面測試，以確保設計和生產成功達標。

未來還有哪些新測試？

在未來即將實施的新國標中，取消了原有的電池單體穿刺試驗（畢竟作為商品車，這種情況的發(fā)生幾率幾乎沒有），而根據實際情況，新增了一系列諸如熱擴散等試驗。

結論

制定標準不僅要確保設計適用于通用的兼容硬件和軟件解決方案，而且還要確保它們達到最低的安全水平。與發(fā)動機/燃料系統(tǒng)相比，電池系統(tǒng)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，當你使用電池系統(tǒng)時，必須遵循嚴格的標準，以確保即使在最惡劣的情況下也能保持安全。

責任編輯：haq