新能源电池我国新能源汽车发展与动力电池综合测试技术
    在我国可持续发展战略背景下,社会各行各业开始提倡节能减排理念,而新能源汽车则是在这一时代背景下应运而生。目前我国的新能源汽车研究较为深入,在新能源汽车的投入使用过程中有效的减小了汽车尾气排放对于空气环境的污染,这为我国的发展和人民生活水平的提高做出了贡献,所以我国也逐渐加大了在新能源汽车中的投入力度。本文从新能源汽车的发展以及其动力电池综合测试技术两方面进行切入,探讨其后续发展以及电池性能的测试技术要点。
    1 动力电池的具体现状
    1.1 铅酸电池
    铅酸电池属于一个多世纪之前出现的一种电池技术,其具备技术落后、性能低下以及污染环境的特点。我国的电池技术一直在飞速的发展,应该对其进行彻底的淘汰。纵观实际情况,在电动汽车以及小型电动汽车的领域当中,铅酸电池的市场份额占据非常大,高达90%,尽管它们具备比较多的缺点,但是却得到了非常广泛的应用。除此之外,铅酸电池具备一个明显的优势,其可以再次的回收以及利用。
    1.2 镍氢电池
    镍氢电池属于一种动力电池,具备比较良好的大功率放电性能,并且在电动工具领域得到了非常广泛的使用,具备较高的体积比以及能量比。但现阶段非常多的制造商不再把镍氢电池当作汽车能源,其失去了新能源汽车领域的具体市场。
    1.3 燃料电池
    燃料电池与之前传统的电池定义略有不同,它不能通过连续充电以及放电来完成工作,而是主要利用存储的燃料发电。所使用的燃料主要为甲烷、乙醇、甲醇以及氢等,并且以氢为燃料的电池被称之为零污染的一种理想电池。当前,欧美以及日本等国家对燃料电池的研发给予了大力的支持,并取得了一定的成果。尽管我国对燃料电池的研发也比较重视,但是电池技术一直都比较落后,这主要是由于技术难度非常大,研发成本比较高,不具备配套设施。因此,在我国,成熟的燃料电池技术以及大规模的市场应用还需要进行长久的发展。
    1.4 锂离子电池
    锂离子电池的电解质主要包含聚合物电解质以及液体电解质两种。目前,聚合物电解质锂
离子电池在市场的应用当中占据非常大的比例。聚合物组合物主要包含:锰酸锂、三元锂、磷酸铁锂以及钴酸锂等。具备不同聚合物组成的各种类型的电池在安全性、性能、寿命以及生产成本方面具备较大的优势,并且整体性能具备可比性。关于市场上的电动汽车,制造商会按照不同的需求选择具备针对性的聚合物电池。
    2 我国新能源汽车的发展
    2.1 我国新能源汽车产业发展现状
    新能源汽车是在节能减排的要求下诞生的,国家也十分支持这项事业的发展,因为在各项政策与资源投入方面的倾斜,新能源汽车产业在大众心目中的地位逐渐攀高,各大厂家也发现了新能源汽车的商机,从而加大了投入力度。在近几年的投入中,我国的新能源汽车产业发展越来越好,发展前景也非常可观。但是目前新能源汽车的发展还面临两方面问题:第一是其产业发展的问题。因为我国的新能源汽车发展目标依然不太明确,在发展过层中还存在较大的不确定性,无法促进新能源汽车的产业链良好地形成。第二点是安全问题,目前新能源汽车的电池组安全问题是全社会关注的焦点,一有新能源汽车的自燃事故就会被放大,引起舆论会觉得新能源汽车的安全性不及传统车。
    2.2 我国新能源汽车的发展思路
    我国现如今在政策上越来越倾斜于新能源汽车的开发,对新能源产业给予了非常大的支持,这使得新能源汽车产业链获得了充足的发展。上述中已经说到因为发展不均衡和发展目标不明确的问题导致了我国的新能源汽车产业链框架并不完善,许多商家的目光依然较多地投入到燃油汽车的研发上。所以为了能够保障新能源汽车的发展,需要相应厂家确定好行业发展目标,而国家也应该提出几项发展保障政策以及完善税务方面的支持体系,从而达到新能源汽车的有效发展。在动力方面,需要技术部门加快研发出能够长时间使用并且在安全与性能上都与燃油汽车相近甚至超过的新能源电池。当然,这项工作是离不开政府与社会的资源投入的。
    3 动力电池综合测试技术的开发
    3.1 动力电池测试系统的开发方案设计
    3.1.1 动力电池测试系统的总体方案
    在新能源汽车动力电池测试系统的设计中,针对于动力电池包的测试应该包括有双向直流
电源、动力电池包、BMS(電池包管理系统)信息解析用CAN卡三方面;针对于单体电池测试系统应该包括直流电源、直流电子负载、测试平台与恒温箱四方面。为了能够增加动力电池测试系统的实际应用意义,还需要对不同的测试内容来进行相应的设计工作,提出多个研发方案,做到测试方案的细化。目前来说,在研发过程中比较通用的细分标准是:双重测试系统的实现、双重模式选择的实现、BMS信息对测试工况进行控制的实现、复杂工况编辑的实现以及测试数据不同存储时间间隔的实现。
    3.1.2 动力电池测试系统的硬件要点
    在双向直流电源的选择中,需要尽量选择精度较高且动态响应能力较强的电源,需要其在放电过程中能够及时地向电网反馈其电池的放电能量信息。在总线数据传输和解析用CAN卡的选择中,需要其能够有隔离保护装置,确保因为地环流导致的计算机损坏。其电路结构需要能够长时间工作,所以其电路板结构最好能够使用表面贴装技术等技术,保证其工作时间满足需求。接口方面也需要其能够支持多项组态软件。在动力电池包的组合中可以采用不同的串并联方式来满足电池的需要。先串后并方式可以用于快充和功率要求高的电池中,但是这样会增加BMS的监控通道。先并后串方式可以适用于功率要求低的慢充系统。两者混联可
以适用于电池单体容量低但是对电池包容量需求较大的情况。需要设计人员根据实际情况做好选择。
    3.1.3 BMS与其他硬件要点
    在硬件方面,一个完整的动力电池需要包括有电池单体、单体监控系统、主控系统、电池包箱体、高低压线束、水冷板以及风扇。其中BMS主控模板具有重要的地位。BMS主控模板包括有继电器控制模块、电流采集模块、CAN通讯模块、系统时钟模块、存储模块、看门狗模块、电源模块,而这些模块的控制都是通过中央主处理器进行。针对BMS的测试可依据刚发布的GB/T*****-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》进行。