汽车动力电池组及车用驱动电机测评方法V400(星云电子)

汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法www.e-nebula.com1福州开发区星云电子自动化有限公司刘作斌2013-06-17《中国汽车报》：目前，我国车用动力电池认证及检测情况是怎样的？王子冬：自2006年开始，国家新能源汽车公告管理的电池测试标准正式实施，电动汽车上公告前动力电池必须进行强制检测。最初，只有极少数企业生产的电池能够通过认证，现在大概有30%的企业生产的产品达到了合格标准。中国北方车辆研究所动力电池检测中心是国内最主要的汽车动力电池检测和认证的权威机构，我们依据国家颁布的汽车电池、模块电池相关标准和国家863重大专项动力电池和超级电容检测规范，对各种规格的单体电池、模块电池进行全面的性能及安全试验检测。新能源汽车发展对动力电池安全性和循环寿命提出了更高要求，电池认证和检测成为电池企业跨入新能源产业的门槛，但这并不意味通过检测的电池就能很好地应用于电动汽车。由于电动汽车有纯电动、油电和气电混合等多种模式，对电池性能要求差别很大，需根据车辆特征对动力电池的匹配性作出具体评价。引言1：2汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法匹配型测评方法的目的：3结合当下所有测试标准（如：QC/T743-2006）的基础上，为新能源整车及电池组生产企业录找一种更用针对性和有效性的“XX企业XX车型的测评标准”；汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法1.从当下的路谱数据和测评方法来分析匹配型工况测评的必要性；4汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法1.1分析当下实际的路谱情况问题和对电池和电机做有效测评的实用性：A:目前大部份的车厂和电池厂采用的路谱数据的时间解析度为1S;但纯电动车和混合动力车实际路况动作都是在mS中完成的（如大部份车辆起动电流时间：8mS）；B:目前大部份的车厂和电池厂做电池的循环寿命测试采用恒流放电或恒功率放电模式；和实况的电池工作情况有较大的不同；此种方式做出来的循环寿命测试不具备说明用在车上的实况工作寿命；5汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法C:目前锂电池组通过QC/T743-2006、ISO12405、UN38.3等标准测试的电池；不意味该电池组就能很好的应用于汽车：C:QC/T743-2006对功率型及能量型两种电池的工况模拟放电曲线，6汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法新能源汽车厂如何为企业的每款车定制匹配型工况，为更好的来料电池组针对性做测评？2.从量产动力电池组控制品质的角度来分析匹配型测试方法的必要性7汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法2.1影响量产动力电池组品质的几大重要因素：8汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法量产动力电池组品质相关几个主要因素1.电芯的性能和一致性2.BMS的功能和质量4.电池组组装制程3.电池组结构和散热5.电池组及电芯的评价体系2.2目前对动力电池的测评方案：9汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法测试方案针对样品可以很好的测试评价，但有些测试是属于破坏性的，这种测试无法对批量的动力电池做出有效测试，在样品测试的质量不代表批量的电池的组装质量；2.3量产动力电池组性能和质量的几大重要影响因素：10汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法量产动力电池品质的几个主要因素电芯的性能和一致性BMS的功能和质量电池组组装制程电池组结构和散热样品有效的量产测评方法2.4量产动力电池组性能和质量的几大重要影响因素：11汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法量产动力电池品质的几个主要因素电芯的性能和一致性BMS的功能和质量电池组组装制程电池组结构和散热批量组装生产动力电池组和电芯、BMS和组装制程有很大的关系；如何建立更具有代表性和有效性的，但又能为指生产动力电池组的测试方法，显得非常重要问题1：针对汽车厂和电池组装厂，如何来根据车辆特征获取动力电池组和电机匹配性的工况数据？问题2：如何仿真更接近实际的匹配性型工况，可以更有效的对动力电池做匹配性的性能评价？问题3：样品的检测能否代表批量性的电池测评？用户如何寻找针对具体车型的动力电池能做出批量性检测的方法？12汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法问题小结：OK保证安装到车上的电池无质量问题，达到设计要求动力电池如何获取匹配性工况？如何仿真匹配型工况？如何批量测评？NG维修、返工控制器&电机13汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法3.获取和仿真动力电池组和电机匹配性的工况数据方法14汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法3.1传统车的路谱收集方法和监测重点：15汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法发动机发动机转速度、扭力；温度等参数传动效率等因素监测试参数路谱模型仿真3.2电动车的路谱收集方法和监测重点16汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法电机电机转速度、扭力；温度等参数传动效率等因素路谱模型工况仿真路谱模型路谱模型电池组电压、电流、功率和温度等参数仿真DC/DC（DC/AC控制器）动力电池组方案二：监测重点放在动力电池组上可更直接的监测电池的工况输出特性方案二：方案一：4.获取和仿真动力电池组和电机匹配性的工况数据方法17汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法测评动力电池组和电机的最重要的两点：如何根据车辆特征对动力电池做匹配型工况，在安全性和使用寿命找出更好、更简捷的方法作出更有效评价？关键点在于如何能找到与电池相匹配的实际工况数据，以及电池生产或实验阶段就能模拟出电池组在相对应用的实际工况，这两点尤其重要!A.如何让用户获取动力电池组和电机在实际的工作情况中最恶劣的工况数据？B.如何让用户在实验室中模拟仿真出“动力电池组和电机实际的工作情况”？18汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法4.1如何来根据车辆特征获取动力电池组和电机匹配性的工况数据？实际工况特征：1.实际工况变化快，很多电池的工况都在20mS内完成，如起动、刹车；4.2解决测评动力电池组和电机的最关键的问题在于获取路谱源（典型路谱数据）：19汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法目前的评价方法能否具备代表每辆车的实际运行工作状况，每个车厂都值得商榷；如：某些车型对应工况的经验值；1.起动电流时间：8mS;2.刹车工况时间：17mS（备注：电池工作状况从放电到制动电流反馈时间）1.实验样车的典型路谱数据采集;（短期）2.小批量试运行车辆的典型路谱数据采集（长期）20汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法4.3获取路谱源（典型路谱数据）的方法：4.4获取路谱源（典型路谱数据）的方法：21试车场的正确说法是汽车试验场，它是验证开发产品的技术使用寿命之服务平台，为新品开发提供各种特殊道路耐久试验和性能测试。不同的道路组合、经过集中、浓缩、不失真的强化，通过典型化的道路可缩短试验时间达到长时间相同里程的强度。举例说，在我们的SVP强化道路中试车8000公里，其强度与国家公路之比是14：1，等于在国家公路上行驶了100000公里，而时间却只需一个月，相当于私家车行驶100000公里，4-5年的时间。在试验样车中装像NERSR-22A的路谱记录仪可以持续对电池的输出状况做监测；这有别于BSM对电池电压的监测，因为路谱记录仪侧重电池输出过程的监测。汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法方法一：在试车场中获取实际工况数据的方法：4.5获取路谱源（典型路谱数据）的方法：获取实况工况数据的方法：1.按设计车型的的理论数据，在试车场中采集的最恶劣工况；（车辆按最设计最大载重、试车场中按最典型的恶劣路况）2.采用精度为小于0.1%FD精度的电压及电流采集设备，采集的主要内容为：电池工作电压、电池工作电流、功率及温度；3.采集时间和保存时间从原来的1S建议提升到1mS；（采集时间间隔越小、越能反应实际的工况）22汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法如何在实际的匹配型工况数据中提取典型的车辆的路谱数据？？1.原始获取的数据量大；（参考星云NERSR-22A的资料：19小时5G数据量）；2.采用合适和便捷的方法来提取典型的车辆的路谱数据；23汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法4.6获取路谱源（典型路谱数据）的方法：如何在实际的匹配型工况数据中提取典型的工况数据：建议：可采用路谱软件编辑原始工况数据，获取具有典型的工况特征，并单独保存“某工况文件”或数个“工况文件”，如下模式可供参考；另存《起动加速频繁起动工况文件》另存《起动刹车工况文件》24汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法1ms级4.6获取路谱源（典型路谱数据）的方法：25汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法标准试车场强度：14:1XX车型动力电池标准测评路谱：XX:1(比如：用户根据实际要求设计为：80:1)典型路谱强度：XX:14.7获取路谱源（典型路谱数据）的方法：汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法5.模拟仿真动力电池组和驱动电机实际工作的“匹配工况”26工况模拟测试系统工况仿真路谱记录仪275.1模拟仿真动力电池组和驱动电机实际工作的“匹配工况”汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法3ms级5.2模拟仿真动力电池组和驱动电机实际工作的“匹配工况”匹配型仿真工况模拟测试系统的几个特征：1.输出电压、电流及输出功率响应时间快，最好能达到1ms，与路谱仪数据采集时间相匹配；2.功率大:（星云NE4000为900V800A、恒功率400KW）；3.精度高:精度要小于0.1%FD；4.必须采用路谱数据中的功率进行仿真输出28工况模拟测试系统汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法NE400是一款由计算机控制的能量回馈式双向双通道的400KW电源处理系统；该系统是专门为测试电动汽车或混合电动车组件和子系统而设计；可提供卓越的准确性和灵活性；序号技术参考要求说明1NE400带独立两个通道2通道可以并且输出增大电池输出范围2NE400每通道输出电流：-400A～+400A360KW3NE400两通道并输出电流：-800A～+800A400KW4NE400适用负载电池范围：DC24～900V5充放电电流测量精度≤0.5‰FSR(fullscale)6电压测量精度≤0.5‰FSR(fullscale)7电压响应时间≤3ms电压从0到稳定输出设置值的时间（电压上升沿时间）8电流响应时间≤3ms电流从0到稳定输出设置值的时间（电流上升沿时间）9充放电最小的切换时间≤6ms如：从放电状态切换到充电状态并输出电流到设置值的最小时间10数据采样时间≤1ms/1s变换器内部采样小于1ms，通讯显示小于1秒29汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法5.3模拟仿真动力电池组和驱动电机实际工作的“匹配工况”5.4模拟仿真动力电池组和驱动电机实际工作的“匹配工况”匹配型仿真工况模拟测试系统的仿真方法---根据实时电压和实时功率进行仿真输出：1.必须采用路谱数据中的功率进行仿真输出,这样更用利于测试电池在不同电压平台下对同一工况的性能测试；而目前大部份的动力电池的仿真是直接采用电流的输出方法，两都之前有质的差别。30星云NE400工况模拟测试系统汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法序号某一工况的某一时间输出功率不同时间电压仿真输出的电流和实际实出的电流160KW520V115.4A260KW500V120A360KW480V125A460KW470V127.6A560KW460V130.4A举例说明5.5采用变功率方式做工况输出的主要原因31汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法电机传动效率等因素路谱模型变功率方式工况仿真电池组电压、电流、功率和温度等参数DC/DC（DC/AC控制器）动力电池组目前的测试方法只考虑电压和电流的方式显然不如采用根据当时电池组的电压按变功率输出的测评效果好电池输出特性的影响因数：1：不同电池厂家的动力电池；2：不同材料的动力电池；3：不同使用阶的动力电池；4：同一路况电池不同时间的电压“匹配工况”汽车动力电池组及车用驱动电机匹配型测评方法6.0“匹配型工况”与“国标测