根據(jù)整車實際應(yīng)用場景,電池熱管理可分為充電過程熱管理和放電過程熱管理。對用戶使用體驗而言,整車高低溫充電過程中電池的快速充電能力至關(guān)重要;整車高低溫放電過程中電池的輸出功率限制對整車動力性及駕乘感受影響較大。根據(jù)動力電池本身特性,電池存在過充、過溫等失效模式,嚴重會導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐劝踩珕栴},在新能源汽車車型開發(fā)/驗證過程中,無論是從性能還是安全角度出發(fā),電池?zé)峁芾頊y評均具有重要意義。
通過對整車進行高低溫充放電測試,可以得到:
①多工況、多場景下驗證熱管理策略的覆蓋范圍,發(fā)掘可能存在的風(fēng)險點;
②在極端溫度下驗證熱管理策略的有效性和可靠性;
③獲取對標(biāo)車型熱管理策略,為正向開發(fā)提供參考,提高安全性和充電效
1 新能源汽車電池?zé)峁芾頊y評流程
中國汽研基于市場需求制定了電池?zé)峁芾頊y評流程,包括前期準備、測試評價及優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析及總結(jié)。
圖 新能源汽車電池?zé)峁芾頊y評流程
前期準備:選取典型/待優(yōu)化新能源汽車,獲取車輛當(dāng)前關(guān)鍵熱管理技術(shù),根據(jù)測試需求,圍繞車輛狀態(tài)、充電機狀態(tài)、加熱/冷卻部件工作狀態(tài)、電芯工作狀態(tài)等,完成評價指標(biāo)篩選,解析關(guān)鍵信號,完成測評方案設(shè)計。
測試評價及優(yōu)化:根據(jù)測試方案,完成待測車輛預(yù)處理,達到測試初始電池SOC,通過長時間浸車,使電池溫度與測試環(huán)境同溫,進行車輛高低溫環(huán)境倉充放電測試,或在研車型測試優(yōu)化。
數(shù)據(jù)分析及總結(jié):根據(jù)測試需求,分析車輛高低溫環(huán)境倉電池充放電關(guān)鍵策略。
圖 環(huán)境倉轉(zhuǎn)鼓試驗臺高/低溫充放電測試
2 典型案例
中國汽研針對不同熱管理架構(gòu)純電動車型,制定差異化的測評方案,以下為某純電動車型熱管理測評案例。
如圖為某純電動車型電池加熱/冷卻系統(tǒng)示意圖。
圖 某純電動車型電池加熱/冷卻系統(tǒng)示意圖
電池冷卻原理:當(dāng)電池包溫度達到高溫限值,四通電池閥將電池冷卻回路與電機冷卻回路并聯(lián),電池包冷卻回路水泵開始工作,通過制冷劑回路從板式換熱器中帶走電池包回路熱量,進而對電池包進行冷卻。
電池加熱原理:當(dāng)電池包溫度達到低溫限值,且電機回路水溫高于電池包回路溫度時,四通電池閥將電池冷卻回路與電機冷卻回路串聯(lián),利用電機的余熱以及加熱器協(xié)同去加熱電池包;當(dāng)電機回路水溫低于電池包回路水溫,四通電池閥將電池冷卻回路與電機冷卻回路并聯(lián),僅通過加熱器對電池包進行加熱。
主要關(guān)注信號:
分析要點:
√ 車輛不同充電倍率下的充電時間
√ 車輛不同溫度下放電功率限制
√ 電池充放電過程電池最大電壓壓差、電池最大溫升
√ 高低溫充放電過程加熱/冷卻關(guān)鍵部件進入/退出工作條件
√ 不同溫度下加熱/冷卻PTC/壓縮機工作功率大小
√ 電氣附件工作時(如開啟空調(diào))充電閉環(huán)策略
√ 四通閥流通方向(電機余熱利用開啟/關(guān)閉)對應(yīng)電機溫度閾值
3 總結(jié)
本文介紹了新能源汽車電池?zé)峁芾頊y評的重要意義,針對新能源汽車整車高低溫充放電測評流程,分別從前期準備、測試評價及優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析及總結(jié)進行展開;以某熱管理架構(gòu)的純電動車型為例,介紹了車輛關(guān)注信號及測試分析要點。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:中國新能源汽車評價規(guī)程
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