如何測試電動(dòng)汽車電池的好壞？

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

在本文中，我們將對電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的電池標(biāo)準(zhǔn)測試的涵蓋因素進(jìn)行了解。

電動(dòng)汽車電池需要經(jīng)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(jìn)行電動(dòng)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(shù)才能滿足它的食量，因?yàn)槠囆枰刻焓褂?，電池就要必須頻繁充電。然而，它們更大的能量儲(chǔ)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(huì)更大。

鋰電池一旦發(fā)生故障，就會(huì)釋放大量氫氣，內(nèi)部短路所產(chǎn)生的強(qiáng)烈熱量將會(huì)點(diǎn)燃?xì)錃猓鼤?huì)變成一個(gè)很危險(xiǎn)的火焰噴射器。由于汽車在碰撞中也有損壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此電池必須包含多種安全機(jī)制，以確保在任何情況下它都不會(huì)著火。

電動(dòng)汽車測試參數(shù)

與任何工程項(xiàng)目一樣，第一步是要了解產(chǎn)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(jī)械

在汽車工業(yè)中，由于車輪的不斷運(yùn)動(dòng)，以及汽車可能接觸到的不平表面，所產(chǎn)生的應(yīng)力和影響是非常嚴(yán)重的。因此，電池系統(tǒng)必須能夠長時(shí)間處理這些強(qiáng)烈的振動(dòng)。汽車碰撞也是一大威脅，我們要求任何經(jīng)歷過這些考驗(yàn)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(zāi)或泄漏爆炸性氣體，這是至關(guān)重要的。

溫度

雖然電動(dòng)汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，但電池產(chǎn)生的大電流會(huì)導(dǎo)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(diǎn)。溫度波動(dòng)可能每天都在發(fā)生，寒冷的夜晚和炎熱的白天會(huì)出現(xiàn)頻繁的熱應(yīng)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(shè)計(jì)師還需要考慮不間斷的自動(dòng)冷卻系統(tǒng)。

電

在正常情況下，設(shè)計(jì)師通過確定從電池到電機(jī)的電流消耗大小，來確定電纜尺寸和保險(xiǎn)絲設(shè)置。然而，還需要考慮其他對電池產(chǎn)生影響的因素。例如，電池在充放電期間電壓的變化率會(huì)導(dǎo)致過熱。另一個(gè)要考慮的因素是電網(wǎng)故障期間電源的電壓尖峰，電源電壓峰值會(huì)對電池系統(tǒng)造成嚴(yán)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(dòng)車或者新的電池我們也需要進(jìn)行泄漏檢測。隨著電動(dòng)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車數(shù)量的增加，電池組件的質(zhì)量將成為汽車制造商及其供應(yīng)商的一個(gè)關(guān)鍵問題。對BEV和PHEV電池和電動(dòng)機(jī)的物理完整性的要求尤為嚴(yán)格。

制造商和供應(yīng)商可以使用簡單的泄漏檢測方法。包括單個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)容量。電解液不得從電池中泄漏，水分不能進(jìn)入電池。廠商要保證每個(gè)電池必須是氣密的。如果不是這種情況，長久以往會(huì)降低電池電量，而且大氣濕度的滲透也會(huì)破壞不正確封閉的電池單元。結(jié)果可能是災(zāi)難性的。

測試類型

目前有許多由監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定的電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)。ISO已經(jīng)發(fā)布了超過40個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了從單個(gè)組件到V2X協(xié)議的安全級別。UL （Underwriter Laboratories）是另一個(gè)提出電池測試法規(guī)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，其中包括UL 2580，該法規(guī)關(guān)注電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，他們的目的都是一樣的——致力于確保電動(dòng)汽車電池能夠承受各種可能導(dǎo)致安全問題的環(huán)境和條件。

這些條件包括：

標(biāo)準(zhǔn)熱試驗(yàn)-在不同溫度下的儲(chǔ)存

熱濫用-耐突然高溫

失熱冷卻-耐受缺乏冷卻

機(jī)械振動(dòng)-經(jīng)得起車輛振動(dòng)

機(jī)械抗沖擊-耐突然沖擊

機(jī)械沖擊和粉碎-測量電池將如何應(yīng)對被粉碎在碰撞

機(jī)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(huì)對電池造成損壞或?qū)е鹿收?/p>

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(hù)-保護(hù)從突然的高壓

電氣關(guān)閉完整性-確保關(guān)閉分離器正常工作

不平衡充電-確保電池在不平衡充電時(shí)是安全的

環(huán)境-海拔，濕度，火災(zāi)

水浸-確保電池在水浸期間不會(huì)漏電

動(dòng)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?yàn)闆]有來自發(fā)動(dòng)機(jī)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(diào)也會(huì)嚴(yán)重影響續(xù)航里程；堵車也是電動(dòng)汽車最怕出現(xiàn)的情況。很多人不愿意購買電動(dòng)汽車都是考慮到車輛的續(xù)航能力問題，從長遠(yuǎn)來看，要提振消費(fèi)者信心，消除電動(dòng)汽車大規(guī)模接受的最大障礙——續(xù)航焦慮仍是關(guān)鍵。

雖然近年來電池技術(shù)一直在改進(jìn)，但無論是目前電動(dòng)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(huì)出現(xiàn)性能可見的衰減。這主要是電池活性下降導(dǎo)致充放電性能打折所致。

此外，純電動(dòng)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(zhì)保的車輛，大多數(shù)車主都擔(dān)心電池過早終結(jié)，畢竟換一個(gè)電池價(jià)值不菲，一旦電池壞掉，車子也就不用修了。美國加州大學(xué)河濱分校（UCR）的工程師發(fā)表的一項(xiàng)新的研究表明，商用大功率快速充電樁有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，會(huì)使電動(dòng)汽車電池受到高溫和電阻的影響，僅25個(gè)快速充電周期就會(huì)令其過早“死掉”。發(fā)生化學(xué)損傷的電動(dòng)汽車電池可能會(huì)毀了整輛車。

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

電芯和電池必須全面測試

電動(dòng)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(zhì)，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(shè)計(jì)和生產(chǎn)成功達(dá)標(biāo)。

未來還有哪些新測試？

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

結(jié)論

制定標(biāo)準(zhǔn)不僅要確保設(shè)計(jì)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(dá)到最低的安全水平。與發(fā)動(dòng)機(jī)/燃料系統(tǒng)相比，電池系統(tǒng)更容易出現(xiàn)故障和損壞，因?yàn)樗鼈儗_擊、振動(dòng)、溫度波動(dòng)和穿透非常敏感。因此，當(dāng)你使用電池系統(tǒng)時(shí)，必須遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，以確保即使在最惡劣的情況下也能保持安全。

責(zé)任編輯：haq