发表时间:2018-01-23T09:46:54.027Z 来源:《基层建设》2017年第32期作者:李治梁
[导读] 摘要:随着当前新能源汽车产业的迅猛发展,与新能源汽车产品相关的标准体系、试验检测等问题也越发凸显。电池电机电控作为新能源汽车的关键零部件,其试验检测技术在新能源汽车企业中受到高度重视。
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摘要:随着当前新能源汽车产业的迅猛发展,与新能源汽车产品相关的标准体系、试验检测等问题也越发凸显。电池电机电控作为新能源汽车的关键零部件,其试验检测技术在新能源汽车企业中受到高度重视。因此,概述新能源汽车电池电机电控专项检测标准,并在此基础上介绍其试验检测技术,指出在试验检测中需要注意的问题,为国内新能源汽车企业开展相关试验检测提供技术支撑,有利于规范和推动电池电机电控技术的发展。本文分析了新能源汽车电池电机电控检测。
关键词:新能源汽车电池;电机电控;检测;
作为新能源汽车中关键必备的储能设备,动力电池起着举足轻重的作用。新能源汽车产业的广阔前景推动了动力电池产业的快速发展,市场也表现出了极高的关注度,引发了一轮又一轮的投资热潮。目前,我国
的动力电池产业还存在着不少隐患,面临着标准体系缺失、技术不成熟、安全性重视不足等多方面问题,生产水平与国外存在较大的差距,制约了产业的健康发展。
一、引入背景清洁能源汽车
我国新能源汽车总体上起步较晚, 与世界先进水平存在较大差距, 但在部分领域也处于较为先进的水平。目前我国在混合动力、氢能和燃料电池汽车方面远远落后于世界先进水平, 没有在关键技术研发领域取得重要突破。在纯电动汽车和二甲醚汽车方面, 我国已经成功研发一系列轿车和客车产品, 并进行了示范运行和产业化发展尝试, 步入了国际领先行列。内燃机汽车的心脏是动力系统,但是新能源车的心脏则是电池系统。电池系统的优劣直接关系到车的行驶里程、使用便利性等情况,而目前新能源动力车型最大的技术瓶颈也恰恰限制在了电池系统上,比如充电时间、充电效率、能量密度以及体积、材质、安全或者质量等等。新能源汽车所使用的电池主要分为三大类,即化学电池、物理电池以及生物电池。我们目前最常见的汽车用电池有铅酸蓄电池、氢镍电池、锂离子电池、燃料电池等等。在原油价格的一路狂飙使成品油价格随之上涨, 很多汽车行业专家纷纷表示, 高油价正在为更环保、更省油的新能源汽车带来一个千载难逢的发展契机, 世界汽车工业有望从此加速摆脱对石油的依赖和对环境造成的严重污染, 从而进入一个清洁能源时代。
二、新能源汽车电池电机电控检测问题
结合国家工信部发布的新能源汽车电池电机电控检测标准,除了常规汽车产品检测标准外,还要满足新能源汽车产品专项标准,在电池方面,《电动汽车用锂离子蓄电池》将专项检测指标划分为模块电池试验与单体电池试验两部分;在电机电控方面,将专项检测分为11项检查试验与24项形式试验。在电池试验检测中,由电池结构特点和物理属性,在实际运行中经常出现低温放电容量的问题,低温状态下,由于电池材料过于固化,很容易出现电流小或是电流极化现象,造成电池容量低的问题。在电机电控实验检测中,结合电磁兼容性要求,以满足电机和相关控制器电磁抗干扰要求,但是实际运行中往往无法满足其检测指标,造成电磁兼容问题。在电性能方面,常温、高温的放电容量以及荷电保持、恢复能力的检测问题不大,问题出现较多的是低温放电容量。在低温时,由于电池材料不活跃、电流小、极化现象严重等因素,容易造成电池容量偏低的情况。在标准方面的要求是,在20℃时,单体电池容量不能低于额定值的70%,但在实际检测中这一指标通常不太理想。从某130Ah 能量型锂离子动力电池的低温放电性能曲线可以看出,该电池低温放电容量为93Ah,选到额定值的71.5%,符合标准要求。在安全性方面,过充电、过放电、加热、跌落的问题不大,问题出现较多的是短路、针刺和挤压情况,特别是模块电池的针刺、挤压现象容易引起起火,甚至爆炸事故。
三、新能源汽车电池电机电控检测
1.新能源汽车电机电控检测。在进行新能源汽车电机电控检测中,重视电磁兼容性能,为了避免电磁兼容问题的形成,新能源汽车电机和相关控制装置要满足规定指标,符合电磁辐射抗骚扰技术要求,并结
合现有检测资源开展电机电控电磁抗干扰实验,以电磁兼容性能指标的检测标准,从电机电控的关键部件入手,由个体到整体,从根源上杜绝电磁兼容问题,进而提高新能源汽车电机电控检测的综合质量水平。同时,制造企业和电机企业要签订技术协议,共同合作和协商,制定新能源汽车电机电控检测考核指标,结合电机工作制开展电机电控耐久性实验,明确电机电控的实际运行功能,达到电机电控检测的目的。除了耐久性实验之外,检测人员要考虑电机电控其他运行性能的检测,制定完善的检测方案,落实电机电控防护等级、过载能力、再生回馈特性以及最高工作转速等检测内容,结合现行标准制定明确检测要求,使其符合电机电控产品指标,为电机企业质量控制措施的实行打下坚实的基础。
2.试验检测。国家客车质量监督检验中心,在新能源汽车电池电机电控的试验检测方面开展了大量工作,具有对电池电机电控进行全项目检测的资质及试验能力。一是电池试验检测。现行标准以单体电池放电容量的标准差和模块电池放电电压的标准差来衡量电池的一致性,但现行标准没有提出具体要求,尚处于数据积累阶段。对于单体电池,一致性分析的内容包括:常温、低温、高温等不同工况的放电容量;对于模块电池,一致性分析的内容包括:恒流放电、恒流充电、搁置等不同阶段的放电终止电压。随着经验数据的不断积累,标准或将增加耐电池一致性的要求。二是电机电控试验检测。在电磁兼容性能方面,标准要求电机及其控制器须满足对于电磁辐射骚扰和抗干扰的技术要求。值得一提的是,电机及其控制器的电磁兼容性能达标是整车满足国家标准要求的基础,在设计阶段必须进行专门的电链兼容设计。整车企业应制定电机及其控制器应达到的电磁兼容指标要求,从部件着手避免出现电磁兼容问题。
在耐久性能方面,现行标准尚未明确提出具体要求,需要整车企业与电机企业技术协定,共同制定考核指标。其他性能方面,诸如防护等级、直流电阻、转矩转速特性以及效率、过载能力、堵转转矩、堵转电流、再生能量回馈特性和最高工作转速等检测项目,现行标准均为明确提出具体要求,只需要符合产品标准的规定即可,这也给电机企业把握质量预留了较大空间。为了提高产品控制能力,整车企业应该与电机企业进行技术协定,双方共同制定产品标准。
3.热起动工况。若是在高温环境下,新能源汽车静态停止后,通过充电站和家庭用电为预设电池开展冷却,在车辆行驶中充分发挥电池电量,这种工况下,针对电池本身进行冷却降温,明确电池内部温差和水温变化。为了维持压缩机整体吸气压力,并将压缩机调整到最低转速,其冷却温度降到10-15℃,这主要源于电池组温度差异。减少温差为主,平衡电池模块和冷却板之间传热,进而促进电池内部温度变化的稳定。
随着国家及地方政府对新能源汽车产业扶持力度的持续加大,电池电机电控的标准体系势必会更加完善,其试验检测技术也会有相应
的发展和进步。国内相关企业应继续加大研发力度,不断提高产品质量,增强产品的市场竞争力。国家客车质量监督检验中心具备良好的试验检测条件。愿意为新能源汽车相关企业提供试验检测服务,以共同促进中国新能源汽车产业的长足发展。
参考文献:
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[2]桂长清.铅酸电池和锂离子电池标准对照[J].电动自行车,2015(03).
[3]赵学伟.关于我国发展燃气汽车的几点思考[ J] .国际石油经济, 2015, 13(7):45-46
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