动力电池热管理系统性能试验方法
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动力电池组可靠性测试与安全评估方法动力电池组可靠性测试是电动汽车发展中至关重要的一环。
它旨在确保电动汽车动力电池组在各种条件下的可靠性和稳定性,以提高车辆使用寿命和行驶安全。
本文将介绍动力电池组可靠性测试的方法和安全评估标准。
一、动力电池组可靠性测试方法1. 环境适应性测试环境适应性测试是测试电池组在不同环境条件下的可靠性。
测试包括高温、低温、潮湿等极端环境下的电池组性能表现。
测试过程中应注意记录电池组充放电容量变化、内阻变化、循环寿命等指标。
测试结果可用于优化电池组结构和调整电池管理系统的参数。
2. 振动与冲击测试振动与冲击测试主要测试电池组在道路行驶过程中受到的振动和冲击的影响。
用专门的测试仪器对电池组进行振动和冲击测试,并记录电池组性能的变化。
测试结果可用于优化电池组的固定方式和减震措施。
3. 安全性能测试安全性能测试是评估电池组在面临极端情况下的安全性能,如过充、过放、短路等情况。
测试中应对电池组进行过充、过放、短路等试验,并记录电池组的温度、压力等参数的变化。
测试结果可用于改进电池组的安全性能设计和优化电池管理系统的控制策略。
二、动力电池组安全评估方法1. 电池组结构评估电池组结构评估主要评估电池组的安全性能和结构设计是否满足相关标准和规范要求。
对电池组的物理结构进行检查,包括电池包的密封性、结构强度和固定方式等。
评估结果可用于改进电池组的结构设计和选用更安全可靠的材料。
2. 热管理系统评估热管理系统评估主要评估电池组的热管理性能是否满足要求。
包括热散失、局部温度过高等问题。
评估方法包括热学模型的建立、温度测试等。
评估结果可用于改进热管理系统设计和优化电池组的温度控制策略。
3. 过充与过放保护评估过充与过放保护评估主要评估电池组在充放电过程中的保护措施是否合理可靠。
包括过充保护、过放保护及其控制算法的可靠性和准确性。
评估方法包括保护功能的模拟测试和实际测试。
评估结果可用于改进保护措施和优化电池管理系统的控制策略。
电动汽车用电池系统冷却及加热性能试验方法
一、电池系统冷却性能试验方法
G.1范围
该方法适用于电动汽车用锂离子动力电池包或电池系统。
G.2试验条件要求
环境条件为温度25℃±2℃,相对湿度15%~90%,大气压力86kPa~106kPa。
G.3试验方法
按照下列条件进行:
1)环境适应,静置至电池温度达25℃±2℃;
2)按照1/3C的电流放电至企业规定的放电终止条件;
3)在40℃温度下进行环境适应,调整电池系统内最小监控单元温度达40℃±2℃;
4)以制造商规定的且不小于1C的电流充电至企业规定的充电终止条件,测试过程开启电池热管理系统功能;
记录试验过程中电池系统最高温度、最低温度、温差以及试验持续时间。
二、电池系统加热性能试验方法
H.1范围
该方法适用于电动汽车用锂离子动力电池包或电池系统。
H.2试验条件要求
环境条件为温度25℃±2℃,相对湿度15%~90%,大气压力86kPa~106kPa。
H.3试验方法
按照下列条件进行:
1)环境适应,静置至电池温度达25℃±2℃;
2)按照1/3C的电流放电至企业规定的放电终止条件;
3)在-20℃温度下进行环境适应,调整电池系统内最小监控单元温度达-20℃±2℃;
4)以制造商规定的且不小于1/3C电流的充电策略充电至企业规定的充电终止条件,测试过程开启电池系统热管理功能
记录试验过程中电池系统最高温度、最低温度、温差、试验持续时间及热管理系统开始工作时间。
动力电池热管理系统性能试验方法引言:随着电动车辆的快速发展,动力电池热管理系统的性能成为了电动车辆能否正常运行的关键。
本文将介绍一种动力电池热管理系统性能试验方法,以确保电池系统在不同工况下的稳定性和可靠性。
一、试验目的:二、试验设备:1.动力电池组:使用与实际电动车辆相同规格的动力电池组,包括电池单体和电池管理系统(BMS)。
2.热管理系统:包括散热器、风扇、温度传感器和温控单元等。
3.控制系统:用于监控和记录测试数据。
三、试验步骤:1.确定试验工况:根据实际车辆使用条件和要求,确定一系列不同的工况,包括不同温度、负荷和速度等。
2.开始试验:a. 设置初始状态:将电池组充电至指定SOC(State of Charge,电池荷电状态)并让其静置一段时间,以保持稳定。
b.施加负荷:根据试验工况,施加相应的负荷至电池组,记录负荷大小。
c.检测温度:使用温度传感器监测电池组各个关键部位的温度,并记录下来。
d.控制系统响应:观察和记录热管理系统的散热器和风扇等组件的工作状态,并记录系统的响应时间。
e.观察电池温度变化:在试验过程中,记录电池温度的变化趋势,观察热管理系统对温度控制的效果。
f.终止试验:当完成所有试验工况后,停止负荷施加并记录电池组信息。
3.数据分析:a.温度变化趋势分析:根据试验数据,绘制电池温度和时间的变化曲线,分析热管理系统在不同工况下的温控效果。
b.散热效果分析:根据散热器和风扇等组件的工作状态和响应时间,评估热管理系统的散热效果。
c.性能评价:根据试验数据和分析结果,对热管理系统的性能进行评价,并提出改进建议。
四、试验注意事项:1.试验过程中,要注意保证试验环境稳定,如环境温度和湿度等。
2.严格遵守试验程序,按照规定的工况和时间进行数据采集。
3.在试验过程中,要注意记录电池组和热管理系统的工作状态、报警信息和故障情况。
4.试验完成后,需要对试验设备进行维护和检修,以保证设备的正常使用。
动力电池热治理系统性能试验方法1范围本标准规定了动力电池热治理系统性能的试验方法.本标准适用于乘用车用动力电池热治理系统,商用车用动力电池热治理系统可以参考. 2标准性引用文件以下文件对于本文件的应用是必不可少的.但凡注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件.但凡不注日期的引用文件,其最新版本〔包括所有的修改单〕适用于本文件.GB/T 2900.41-2021 电工术语原电池和蓄电池GB/T 19596-2021 电动汽车术语〔ISO 8713:2002,NEQ〕GB/T 31467.2电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2局部:高能量应用测试规程QC/T 468-2021汽车散热器GB/T 18386-2021电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法GB 18352.6-2021轻型汽车污染物排放限制及测量方法〔中国第六阶段〕3术语和定义GB/T 2900.41-2021、GB/T 19596-2021中界定的以及以下术语和定义适用于本文件.3.1动力电池热治理系统battery thermal management system综合运用各种技术手段,具备动力电池冷却、加热、保温和均温等功能,保证动力电池在不同环境下正常工作的系统.同时,该系统可以在动力电池发生热失控时提供报警信号,具备平安防护功能.通常,动力电池热治理系统包括主动式热治理系统和被动式热管理系统两种.3.2被动式热治理系统passive thermal management systems基于热传导、热辐射、热对流等热量传输原理,只依靠冷却或加热流体由于温度因素缓慢流动自然完成热量输入输出交换的热治理系统.该类系统通常适用于单体产热量小于5W 的电池.3.3主动式热治理系统active thermal management systems基于热传导、热辐射、热对流等热量传输原理,使用耗能部件消耗能量完成热量输入输出交换的系统.主动式热治理系统包括主动空气冷却加热系统和主动液体冷却加热系统两种,根据需要采用流体串行流动和并行流动两种方式实现热交换.3.4主动式空气冷却加热系统Active Air Cooling and Heating Systems又称风冷系统,利用空气作为热量交换载体限制分配动力电池系统内部温度的系统. 该系统通常使用风扇和管道完成空气在电池系统内的流动,分为直接接触式和间接接触式两种.空气可以从电池系统外部进入并排出电池系统外,也可以在电池系统内部循环实现电池冷却或加热功能;假设空气仅在电池内部循环,那么电池系统内部通常需要有空气冷却装置〔通常为空调蒸发器〕、空气加热装置和空气循环风扇.该类系统通常适用于单体产热量小于10W的电池.3.5主动式液体冷却加热系统Active Liquid Cooling and Heating Systems又称液冷系统,利用冷却液作为热量交换载体限制分配动力电池系统内部温度的系统.该系统通常使用水泵和管道完成冷却液在电池系统内的流动,分为直接接触式和间接接触式两种.冷却液可以通过低温散热器冷却加热,也可以通过整车冷却系统内的冷却器冷却和加热器加热.该类系统通常适用于单体产热量小于20川的电池.3.6制冷剂式冷却系统Refrigerant Cooling Systems又称气液相变冷却系统,利用制冷剂作为热量交换载体限制分配动力电池系统内部温度的间接接触式系统,也可称为冷媒直冷系统.该系统通常与整车空调系统集成.该类系统通常适用于单体产热量小于35川的电池.3.7相变材料系统Phase Change Materials Systems又称固体相变蓄热系统,利用相变材料〔通常为石蜡基或无机盐基材料〕在某个温度下或温度区间吸热发生相变的特性,实现电池冷却和保温功能的被动式相变系统.3.8阻燃隔热系统flame retardant thermal insulation system利用特殊材料〔通常为泡沫聚合物〕实现单体电池间、模组间、电池包壳体内或其他部位隔热保温和阻隔热失控扩散作用的系统,此系统内各个部件阻燃性能一般可以达至卜0 级别〔GB/T 2408—2021〕,导热系数W0.06W/m.K 〔GB/T 10294-2021〕且环保无卤〔IEC 61249-2-21〕.3.9电池最高温度battery maximum temperature动力电池的电池治理系统上报的单体最高温度.3.10电池最低温度battery minimum temperature动力电池的电池治理系统上报的单体最低温度.3.11电池平均温度battery average temperature动力电池的电池治理系统上报的单体平均温度.3.12电池温升battery temperature rise动力电池系统在某个测试工况结束时电池最高温度与测试开始时电池最低温度的差值.3.13电池温差battery temperature difference动力电池的电池治理系统某一时刻上报的电池最高温度与电池最低温度差值.3.14流阻pressure drop or flow resistance流体流过液冷板〔液冷系统〕或电池系统进出口〔风冷系统〕,从流体的入口到流体的出口静压力差.4符号和缩略语以下符号和缩略语适用于本文件.RT:室温〔25±2〕℃.C3 :3小时率额定容量〔Ah〕.I3:3小时率放电电流〔A〕,其数值等于1/3C3〔A〕.5试验条件5.1一般条件5.1.1除另有规定外,试验应在温度为25℃±5℃,相对湿度为25%~90%,大气压力86kPa ~106kPa的环境中进行.5.1.2测试样品交付时需要包括必要的操作文件,以及和测试设备相连所需的接口部件, 如连接器、冷却系统等,制造商需要提供动力电池系统的工作限制,以保证整个测试过程的平安.5.1.3当测试的目标环境温度改变时,在进行测试前测试样品需要完成环境适应的过程:在低温下静置不少于24h;在高温下静置不小于16h;或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃.测试样品如果包含蓄电池限制单元,那么环境适应过程需要将其关闭.5.1.4电池系统的额定容量对于测试过程具有重要影响.如果电池系统实际可用容量与额定容量之差的绝对值超过额定容量的5%那么在测试报告中要明确说明,并用实际可用容量代替额定容量用于充放电电流及SOC计算的依据.5.1.5调整SOC至试验目标值n%的方法:按制造商提供的充电方式将电池系统充满电,静置1h,以1I3恒流放电〔100-n〕 /100*3h,或者采用制造商提供的方法调整SOC.每次SOC调整后,在新的测试开始前试验对象应静置30 min.5.2测量仪器、仪表准确度测量仪器、仪表准确度应满足以下要求:a〕电压测量装置:不低于0.5级;b〕电流测量装置:不低于0.5级;c〕温度测量装置:土0.5℃;d〕时间测量装置:土0.1%;e〕流量测量装置:不低于0.5级;f〕压力测量装置:不低于0.5级;g〕尺寸测量装置:±0.1%;h〕质量测量装置:土0.1%.5.3测量过程误差限制值〔实际值〕和目标值之间的误差要求如下:a〕电压:土 1%;b〕电流:±1%;c〕温度:±1℃;d〕流量:±0.2L/min;e〕压力:±0.1%FS.5.4测试工质说明测试工质要求如下:a〕冷却液:50%纯乙二醇,50%纯水〔体积比〕,除非特殊说明,否那么默认按此执行;b〕空气:干球温度25℃±1℃, 50%RH±10%湿空气.5.5数据记录和记录间隔除非在某些具体测试工程中另有说明,否那么测试数据的记录间隔应小于等于100s,如时间、温度、电流、电压和流量等.6试验方法6.1试验准备正式开始测试前,电池系统的电子部件或BCU应处于正常工作状态.6.2预处理正式测试开始前,电池系统需要先进行预处理循环,以保证测试时试验对象的性能处于激活和稳定的状态,步骤如下:a)以不小于1I3(A)电流或根据制造商推荐的充电方法充电至制造商规定的充电截止条6.33b)静置30 min或制造商规定的时间;c)以制造商规定的且不小于1I3(A)电流放电至制造商规定的放电截止条件;d)静置30 min或制造商规定的时间;e)重复步骤a)~d)5次.如果电池系统连续两次的放电容量变化不高于额定容量的3%,那么认为电池系统完成了预处理,预处理循环可以中止.除某些具体测试工程中另有说明,否那么假设预处理循环并满充后和一个新的测试工程之间时间间隔大于24h,那么需要重新进行一次标准充电:使用不小于H3(A)电流充电至制造商规定的充电截止条件或根据制造商推荐的充电方法充电,静置30分钟或制造商规定的时间. 6.3根本功能测试1.1.1液冷系统阻力测试1.1.1.1对于液冷系统,可直接测试其进、出口压力差.1.1.1.2连接水冷机与电池液冷系统进、出口,且进、出口需要预先安装精密压力传感器(或其他精密压力测量装置).调节水冷机出水口温度为25℃或制造商推荐值,流量分别为8L/min、10L/min、12L/min或制造商推荐值,待温度(变化不超过1℃/min)、流速(变化不超过0.1L/min)稳定.1.1.1.3记录电池液冷系统进、出口压力并计算流阻(Pa-s/mO.1.1.2液冷系统密封性能测试1.1.2.1对于液冷系统,试验前后需要检查其气密性.1.1.2.2通过气密检测装置,从液冷系统的进水口通以400kPa的压缩空气,保压时间120s,测试时间60s,排气时间5s,按式(1)换算为渗漏量.F = 0.0006* V* (㈣(1)△T式中:F-渗漏量,cm3/min;V一散热器和测量回路总容积,cm3;年一压力损失,Pa/s.△T1.1.3气液相变冷却系统阻力测试1.1.3.1对于气液相变冷却系统,可直接测试蒸发器的流阻;1.1.3.2选择以下两种方式中的一种进行试验:a〕用R134a制冷剂或者客户指定的制冷剂〔气态,0℃〕以16g/s〔57.6kg/h或1.13L/s〕的流量流过蒸发器;b〕或采用枯燥空气〔25℃,103kPa〕,以3.89L/s或16.8kg/h的流量流过蒸发器;1.1.3.3用精密压力传感器〔或其他精密压力测量装置〕测量蒸发器进出口的压力,压力差值即为蒸发器在规定工况下的流阻〔Pa-s/mO.1.1.4固体相变蓄热系统储热水平测试1.1.4.1对于固体相变蓄热系统在室温下将电池系统调节至SOC=100%,并静置到电池最高温度与设定目标温度差值在±1℃之间.1.1.4.2电池系统以1I3电流从SOC=100%放电至SOC=0%,再根据制造商提供的电池系统快充策略,将电池系统充电至SOC=100%,停止试验.1.1.4.3记录过程中电池系统最高温度.6.4冷却性能测试6.4.1高温快充-电池系统层级6.4.1.1在室温下,将电池系统调节至SOC=0%.6.4.1.2将电池系统置于40℃环境下环境适应,静置至电池单体温度与设定目标温度差值在±1℃之间,并连接冷却辅助装置〔如水冷机等〕.6.4.1.3在40℃环境下,电池系统以制造商推荐的快充策略进行充电,同时主动开启热管理系统的冷却功能〔如是液冷系统,调节水冷机出水口温度25℃或制造商推荐值、流量12L/min或制造商推荐值〕,直到充电至SOC=100%或制造商推荐截止条件.6.4.1.4静置30 min或制造商规定的时间,电池系统以1I3〔A〕电流放电至单体到达最低截止电压.6.4.1.5记录过程中电池系统电流、电压、容量、能量、电池最高温度、最低温度、温差和温升.6.4.2高温工况放电-电池系统层级6.4.2.1在室温下,将电池系统调节至SOC=100%.6.4.2.2将电池系统置于40℃环境下环境适应,静置至电池单体温度与设定目标温度差值在±1℃之间,并连接冷却辅助装置〔如水冷机等〕.6.4.2.3在40℃环境下,电池系统根据工况要求〔由制造商提供具体试验工况参数,包括30min 最高车速工况、120 km/h高速工况、爬坡工况或制造商推荐工况等〕放电至制造商推荐SOC值,同时主动开启热治理系统的冷却功能〔如是液冷系统,调节水冷机出水口温度25℃或制造商推荐值、流量12L/min或制造商推荐值〕.6.4.2.4记录过程中电池系统电流、电压、容量、能量、电池最高温度、最低温度、温差和温升.6.4.3常温冷却-整车层级6.4.3.1参照GB/T 18386-2021 4.4.5续驶里程试验的试验方法及车辆道路负荷的设定,试验平台规格与设定参照GB 18352.6-2021附件CD进行续驶里程试验.6.4.3.2试验工况采用如下的复合工况形式,全程开启热治理系统的冷却功能.6.4.3.3记录过程中电池系统电流、电压、容量、能量、电池最高温度、最低温度、温差和温升.6.5加热性能测试6.5.1低温加热放电-电池系统层级6.5.1.1在室温下,将电池系统调节至SOC=100%,并静置至电池温度25℃ ;将电池系统置于-20C.环境下进行环境适应,静置至电池单体温度与设定目标温度差值在±1℃之间.6.5.1.2在-20℃环境下,主动开启热管系统的加热功能〔包括电池系统内置加热装置或外部加热装置〕,加热到电池最低温度到达热治理策略允许的最低放电温度.6.5.1.3静置30 min或制造商规定的时间,电池系统以1I3〔A〕电流从SOC=100%放电至SOC=0%.6.5.1.4记录电池系统从开启加热时至电池最低温度升至热治理策略允许的最低放电温度所用的时间、电池最高温度、最低温度、温差、放电容量.6.5.2低温加热充电-电池系统层级6.5.2.1在室温下,将电池系统调节至SOC=0%,并静置至电池温度25℃ ;将电池系统置于- 20℃环境下进行环境适应,静置至电池单体温度与设定目标温度差值在±1℃之间.6.5.2.2在-20℃温度下,根据制造商提供的低温加热充电策略进行充电,并根据制造商的限制策略主动开启热管系统的加热功能〔包括电池系统内置加热装置或外部加热装置〕,充电至 SOC=100%.6.5.2.3静置30 min或制造商规定的时间,电池系统以1I3〔A〕电流从SOC=100%放电至SOC=0%.6.5.2.4记录电池系统从开启加热时至关闭加热时所用的时间、电池最高温度、最低温度、温差、容量、能量.6.6保温性能测试-电池系统层级6.6.1在室温下,将电池系统调节至SOC=100%并静置至电池单体温度与设定目标温度差值在±1℃之间,电池初始温度为25℃.6.6.2将电池系统置于-30C.或制造商推荐温度环境下进行环境适应,静置至电池单体温度与设定目标温度差值在±2℃之间,整个过程中不启动加热功能.6.6.3记录电池系统从25℃下降到-30C.的过程的时间、电池最高温度、最低温度、温差.6.7均温性能测试-电池系统层级6.7.1在室温下,将电池系统调节至SOC=50%,静置至电池单体温度与设定目标温度差值在士2℃之间.6.7.2将电池系统与热治理辅助装置连接,选择以下两种工况中一种进行试验,并同时开启热治理系统的冷却功能〔如是液冷系统,调节水冷机出水口温度19±1℃、流量12L/min或制造商推荐流量值〕:a〕标准2c充电至SOC=70%,1.5C放电至SOC=30%,进行充放电循环10次;b〕1,永冲充放电,脉冲时间60s,充放电间隔为20s,进行充放电循环10次.6.7.3记录过程中电池系统的电池最高温度、最低温度、温差、温升、容量、能量.附录人 (资料性附录) 中国轻型汽车行驶工况A.1范围中国轻型汽车行驶工况包括:中国乘用车行驶工况和中国轻型商用车行驶工况. A.2工况构成A.2.1中国乘用车行驶工况中国乘用车行驶工况(CLTCP )包括低速(1部)、中速(2部)和高速(3部)3个速度 区间,工况时长共计1800秒,工况曲线如下图,工况曲线统计特征如表所示.图A.1 CLTC-P 工况曲线 表 A.1 CLTC-P 工况曲线统计特征特征 总体 1部 2部 3部 运行时间(s) 1800 674 693 433 里程(km) 14.48 2.45 5.91 6.12 最大速度(km/h) 114.00 48.10 71.20 114.00 最大加速度(m/s 2) 1.47 1.47 1.44 1.06 最大减速度(m/s 2) -1.47 -1.42 -1.47 -1.46 平均速度(km/h) 28.96 13.09 30.68 50.90 运行平均速度(km/h) 37.18 20.20 38.24 53.89 加速段平均加速度(m/s 2) 0.45 0.42 0.46 0.46 减速段平均减速度(m/s 2) -0.49 -0.45 -0.50 -0.54 相对正加速度(m/s 2) 0.17 0.14 0.16 0.18 加速比例(%) 28.78 22.55 30.45 35.80 减速比例(%) 26.44 21.51 28.43 30.95 匀速比例(%)22.67 20.77 21.36 27.71 怠速比例(%)22.1135.1619.775.54A.2.2中国轻型商用车行驶工况60 140 120 100 80 40 20600 1600 200 400 800 1000 1200 1400 1800时间(S )中国轻型商用车行驶工况〔CLTCC 〕包括低速〔1部〕、中速〔2部〕和高速〔3部〕3个 速度区间,工况时长共计1800秒,工况曲线如下图,工况曲线统计特征如表所.图A.2 CLTC-C 工况曲线 表 A.2 CLTC-C 工况曲线统计特征特征 总体 1部 2部 3部 运行时间〔s 〕 1800 735 615 450 里程〔km 〕 16.43 2.68 5.73 8.01 最大速度〔km/h 〕 92.00 45.80 65.00 92.00 最大加速度〔km/h 〕 1.18 1.18 1.15 0.86 最大减速度〔km/h 〕 -1.39 -1.22 -1.39 -1.10 平均速度〔km/h 〕 32.85 13.15 33.52 64.12 运行平均速度〔km/h 〕 41.23 19.56 40.74 66.48 加速段平均加速度〔m/s 2〕 0.47 0.49 0.49 0.41 减速段平均减速度〔m/s 2〕 -0.48 -0.45 -0.52 -0.44 相对正力口速度〔m/s 2〕0.11 0.15 0.14 0.08 加速比例〔%〕 23.33 22.18 27.32 19.78 减速比例〔%〕 23.67 23.67 26.67 19.56 匀速比例〔%〕 32.67 21.36 28.29 57.11 怠速比例〔%〕20.3332.7917.723.56140 4 ®:-1部〔735 s 〕। 一 2部〔615 s 〕. i 3部〔450 s 〕 ।度速。
电动汽车动力蓄电池热管理系统 第2部分:液冷系统1 范围本文件规定了电动汽车动力蓄电池(以下简称“电池”)液冷系统的技术要求及试验方法。
本文件适用于电动汽车动力蓄电池液冷系统及其零部件。
本文件不适用于电动汽车动力蓄电池直冷系统。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2408—2008 塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB 38031—2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求 QC/T 468—2010 汽车散热器 3 术语和定义QC/T XXXX.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
液冷系统 cooling system采用冷却液(比如乙二醇的水溶液)作为换热介质对电池系统进行冷却的系统,一般由液冷板、液冷管、接头、进出口总成等零部件组成,如图1所示。
图1 液冷系统示意图液冷板 cooling plate利用换热介质对电池进行冷却或加热的结构件。
液冷管 cooling pipeline引导换热介质流向液冷板的管路。
接头 jointer连接液冷板与液冷管的部件。
液冷管进出水口总成液冷板接头流阻flow resistance冷却液流过液冷系统受到的阻力损失。
4 要求一般要求4.1.1 外观液冷系统各零部件外观应整洁、无损伤,标识应清晰。
4.1.2 尺寸、重量液冷系统各零部件的尺寸、重量应满足技术图纸要求。
流阻按照5.4进行流阻试验后,液冷系统的流阻应满足制造商的技术要求。
安全性能4.3.1 密封性按照5.5进行密封性试验后,应满足以下要求之一:a)湿检:应无肉眼可见的气泡;b)干检:泄漏量应不大于2.5 mL/min;4.3.2 阻燃按照5.6进行阻燃试验后,液冷系统的非金属件应满足水平燃烧HB级。
动力电池热管理系统性能试验方法动力电池热管理系统是电动车辆中非常重要的一个系统,它主要负责控制电池组的温度,以提高电池组的性能和寿命。
为了验证动力电池热管理系统的性能,需要进行一系列试验。
下面将介绍一种常用的动力电池热管理系统性能试验方法。
1.试验目的和背景2.试验设备和仪器2.1电动汽车样车2.2动力电池组2.3动力电池热管理系统2.4温度传感器2.5数据采集系统3.试验步骤3.1安装温度传感器:将温度传感器均匀安装在动力电池组的各个关键位置上,如正极、负极、单体电池等位置。
3.2静态温度控制试验:设置所需温度,使动力电池组保持在目标温度范围内,记录每个传感器的温度数值,观察温度控制的准确性。
3.3动态温度控制试验:以特定的路况(如加速、制动、爬坡等)进行试验,记录每个传感器的温度变化,观察温度控制的快速响应能力。
3.4温度分布均匀性试验:设置不同目标温度,观察电池组各个位置的温度分布情况,评估温度分布的均匀性。
3.5温度恢复试验:将电池组加热至高温或冷却至低温,观察动力电池热管理系统的温度恢复能力。
4.试验数据分析4.1温度控制准确性:对比设定的目标温度和实际测量的温度,计算误差值,评估温度控制的准确性。
4.2温度响应能力:分析电池组温度响应随不同路况的变化情况,评估热管理系统的动态温度控制能力。
4.3温度分布均匀性:通过对比不同位置的温度数据,计算温度差值,评估温度分布的均匀性。
4.4温度恢复能力:对比电池组加热或冷却前后的温度数据,评估热管理系统的温度恢复能力。
5.结论和改进建议根据试验结果对热管理系统的性能进行评估,并得出结论。
根据评估结果,提出合理的改进建议,可以是调整控制策略,改进散热结构等。
本方法旨在验证动力电池热管理系统的性能,并提供改进的参考意见,以使电池组能够工作在合适的温度范围内,提高其性能和寿命。
具体实施时,可以根据实际情况进行细化和扩展,以满足要求。
《电动汽车用锂离子动力电池包和系统电性能试验方法》征求意见稿编制说明一、工作简况1、任务来源动力蓄电池是新能源汽车的核心零部件,为新能源汽车的行驶提供电能。
容量、能量、内阻、能量效率等电性能是动力蓄电池的关键性能指标。
GB/T 31467.1—2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分:高功率应用测试规程》和GB/T 31467.2—2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分:高能量应用测试规程》两项标准分别提供了高功率型和高能量型电动汽车用锂离子动力电池包和系统电性能的测试规程。
以上两项标准发布以来,有效统一、规范了动力电池电性能测试方法。
然而,近年来我国新能源汽车和动力电池产业快速发展,而GB/T 31467.1和GB/T 31467.2两项标准已发布6年,部分内容已不能适应产业发展需要,并且两项标准制定时参考的ISO 12405-1和ISO 12405-2均已被ISO 12405-4:2018替代。
因此,应当充分参考对应国际标准ISO 12405-4:2018,面向当前我国新能源汽车和动力电池的使用场景需求,结合我国动力电池电性能测试经验,对GB/T 31467.1和GB/T 31467.2两项标准开展修订工作。
本项目计划将GB/T 31467.1—2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分:高功率应用测试规程》和GB/T 31467.2—2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分:高能量应用测试规程》合并修订为GB/T 31467《电动汽车用锂离子动力电池包和系统电性能测试规程》。
标准制定计划已于2021年8月划由国家标准化管理委员会下达正式下达,计划编号:20213561-T-339。
2、主要工作过程本标准由全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会归口,并由电动车辆分标委动力蓄电池标准工作组负责组织开展修订工作。
修订工作于2020年4月正式启动,标准起草组由电动汽车整车、动力电池生产企业、检测机构等单位组成。
电动车动力电池热管理测试引言随着电动车的快速发展和普及,动力电池的热管理技术愈发重要。
动力电池在工作过程中会产生大量的热量,过高的温度不仅会降低电池的性能和寿命,还可能导致安全事故。
因此,对电动车动力电池的热管理进行测试和优化是至关重要的。
热管理的目标和挑战动力电池的热管理目标主要包括:1.维持电池的适宜工作温度范围,改善电池的性能和寿命;2.防止电池过热,保证电池的安全性;3.提高电池的能量效率,降低电池的自损耗。
实现这些目标并不容易,因为电动车的动力电池往往受到以下挑战:1.电池的热量产生和分布非常复杂,需要综合考虑电池内部的热量分布和电池与外部环境的热交换;2.电动车在不同的工况下,电池的热量产生和热耗散情况差异很大;3.热管理系统需要与其他系统协同工作,如电机控制系统、车身控制系统等。
热管理测试的方法为了对电动车的动力电池热管理进行测试,我们可以采用以下方法:1. 温度分布测试通过在电池表面和内部插入温度传感器,可以实时监测电池的温度分布情况。
可以在不同工况下进行测试,如不同的工作负载、不同的环境温度等。
测试结果可以用于热管理系统的优化和改进。
2. 热耗散测试热耗散测试可以通过测量电池的散热性能来评估热管理系统的效果。
可以采用不同的方法进行测试,如风冷、液冷等。
测试时可以调整不同的工作负载和环境条件,以模拟实际使用情况。
3. 热管理系统效果测试热管理系统的效果可以通过监测电池的温度变化来评估。
可以在不同的工况和环境条件下进行测试,如高温、低温条件下的充放电过程。
测试结果可以用于判断热管理系统的性能和优化方向。
4. 热管理系统安全性测试为了保证电池的安全性,热管理系统需要具备过热保护功能。
通过模拟电池过热的情况进行测试,评估热管理系统的过热保护性能和响应时间。
热管理测试的意义和应用热管理测试对于电动车的动力电池热管理的优化和改进具有重要的意义。
以下是热管理测试的一些应用场景:1. 电池材料和结构改进通过热管理测试,可以了解电池在不同温度条件下的性能变化情况,为电池材料和结构的优化提供参考。
动力电池系统的热失控测试电芯内部加热触发装置及方法与流程动力电池系统的热失控测试是保证电池系统安全性能的重要环节之一。
热失控测试主要通过在电芯内部加热触发装置,模拟电池系统发生故障时产生的过热情况,以验证电池系统在极端情况下的安全性能。
下面将介绍热失控测试电芯内部加热触发装置及方法与流程的相关内容。
一、热失控测试电芯内部加热触发装置热失控测试电芯内部加热触发装置用于模拟电池系统过热的情况。
一般采用两种方式进行内部加热触发:短路加热和外部加热。
短路加热方式是通过在电芯内部放置导线或短路装置,使电池内部产生大量电流从而产生高温,模拟电池系统短路故障时的过热情况。
短路加热方式具有操作简单、成本较低的优点。
外部加热方式是通过在电芯外部加热电芯表面,使整个电芯体温度升高,从而模拟电池系统发生外部高温时的过热情况。
外部加热方式具有对电芯结构的冲击较小、可控性强的优点。
二、热失控测试方法与流程热失控测试方法与流程主要包括样品准备、测试条件设定、实验操作和数据分析等步骤。
1. 样品准备:选择符合测试要求的电芯样品,确保样品完好无损,且电芯状态良好。
2. 测试条件设定:根据热失控测试的目标和要求,设定合适的测试条件,包括温度范围、加热时间、加热速率等。
3. 实验操作:根据设定的测试条件进行实验操作。
对于短路加热方式,将导线或短路装置放入电芯内部,并接通电源,观察电芯内部温度的变化和热失控情况。
对于外部加热方式,将电芯放置在外部加热设备中,并调节加热温度和时间,观察电芯外部表面温度的变化和热失控情况。
4. 数据分析:记录实验操作过程中的温度变化、时间和热失控情况等数据,并进行数据分析。
分析实验结果,评估电池系统在热失控情况下的安全性能。
通过以上方法与流程,可以对动力电池系统的热失控情况进行有效测试,并提供参考数据和分析结果,为电池系统的安全设计和优化提供重要依据。
同时,测试过程中需要注意环境安全,避免产生意外事故,并遵守相关的测试标准和规范。
动力电池热管理系统性能(台架)试验方法解析中国汽车工程学会T/CSAE 117-2019《动力电池热管理系统性能(台架)试验方法》于2019年10月正式发布,该标准由电动汽车产业技术创新战略联盟组织和支持,由中国汽车技术研究中心有限公司牵头研究和编制,爱弛汽车(上海)有限公司、上海蔚来汽车有限公司、格朗吉斯铝业(上海)有限公司、天津力神电池股份有限公司、微宏动力系统(湖州)有限公司、浙江清优材料科技有限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、恒大新能源科技集团、郑州深澜动力科技有限公司、北京华特时代电动汽车技术有限公司、天津大学等单位参与研究与编制工作。
该项标准的发布,可以为动力电池系统温度适应性的客观、科学评价提供参考依据,有利于提高产品的核心竞争力,实现高质量发展,促进新能源汽车的推广应用。
热管理系统已经成为动力电池系统中不可或缺的组成;热管理技术仍在不断发展,市场需求不断增大;热管理系统种类多,测试方法、技术要求不统一。
图1 热管理系统分类CSAE 117-2019《动力电池热管理系统性能(台架)试验方法》从热管理系统基本性能的测试方法出发,在基本功能(包括系统阻力、密封性能、固体相变系统储热能力)、冷却性能(包括高温快充、高温工况放电、常温冷却)、加热性能(低温充电、低温放电)、保温性能、均温性能五大方面、十项关键项目提出了详细的测试方法。
图2 CSAE 117-2019《动力电池热管理系统性能(台架)试验方法》关键项目图3 试验项目、测试条件和主要参数整体上,本标准针对目前行业迫切需要的电池热管理系统性能测试评价所要关注的性能项目、参数指标、测试方法等进行了系统分类整合,结合整车需求和电池特性,能够为行业提供基本的技术标准的参考。
但是电池热管理系统应用技术发展日新月异,行业需要以本标准为基础,结合实际需求不断发展;此外电池热管理系统的应用进一步增加了电池系统整体的复杂性,对其可靠性的考察评价也将是关注的重点,需要行业共同研究,持续推动电池热管理系统相关标准的完善和提升!。
动力电池热管理系统性能试验方法1 范围本标准规定了动力电池热管理系统性能的试验方法。
本标准适用于乘用车用动力电池热管理系统,商用车用动力电池热管理系统可以参考。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 电工术语原电池和蓄电池GB/T 19596-2017 电动汽车术语(ISO 8713:2002,NEQ)GB/T 31467.2电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分:高能量应用测试规程QC/T 468-2010 汽车散热器GB/T 18386-2017 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法GB 18352.6-2016 轻型汽车污染物排放限制及测量方法(中国第六阶段)3 术语和定义GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 动力电池热管理系统 battery thermal management system综合运用各种技术手段,具备动力电池冷却、加热、保温和均温等功能,保证动力电池在不同环境下正常工作的系统。
同时,该系统可以在动力电池发生热失控时提供报警信号,具备安全防护功能。
通常,动力电池热管理系统包括主动式热管理系统和被动式热管理系统两种。
3.2 被动式热管理系统 passive thermal management systems基于热传导、热辐射、热对流等热量传输原理,只依靠冷却或加热流体因为温度因素缓慢流动自然完成热量输入输出交换的热管理系统。
该类系统通常适用于单体产热量小于5W的电池。
3.3 主动式热管理系统 active thermal management systems基于热传导、热辐射、热对流等热量传输原理,使用耗能部件消耗能量完成热量输入输出交换的系统。
主动式热管理系统包括主动空气冷却加热系统和主动液体冷却加热系统两种,根据需要采用流体串行流动和并行流动两种方式实现热交换。
3.4 主动式空气冷却加热系统 Active Air Cooling and Heating Systems又称风冷系统,利用空气作为热量交换载体控制分配动力电池系统内部温度的系统。
该系统通常使用风扇和管道完成空气在电池系统内的流动,分为直接接触式和间接接触式两种。
空气可以从电池系统外部进入并排出电池系统外,也可以在电池系统内部循环实现电池冷却或加热功能;若空气仅在电池内部循环,则电池系统内部通常需要有空气冷却装置(通常为空调蒸发器)、空气加热装置和空气循环风扇。
该类系统通常适用于单体产热量小于10W的电池。
3.5 主动式液体冷却加热系统 Active Liquid Cooling and Heating Systems又称液冷系统,利用冷却液作为热量交换载体控制分配动力电池系统内部温度的系统。
该系统通常使用水泵和管道完成冷却液在电池系统内的流动,分为直接接触式和间接接触式两种。
冷却液可以通过低温散热器冷却加热,也可以通过整车冷却系统内的冷却器冷却和加热器加热。
该类系统通常适用于单体产热量小于20W的电池。
3.6 制冷剂式冷却系统 Refrigerant Cooling Systems又称气液相变冷却系统,利用制冷剂作为热量交换载体控制分配动力电池系统内部温度的间接接触式系统,也可称为冷媒直冷系统。
该系统通常与整车空调系统集成。
该类系统通常适用于单体产热量小于35W的电池。
3.7 相变材料系统 Phase Change Materials Systems又称固体相变蓄热系统,利用相变材料(通常为石蜡基或无机盐基材料)在某个温度下或温度区间吸热发生相变的特性,实现电池冷却和保温功能的被动式相变系统。
3.8 阻燃隔热系统 flame retardant thermal insulation system利用特殊材料(通常为泡沫聚合物)实现单体电池间、模组间、电池包壳体内或其他部位隔热保温和阻隔热失控扩散作用的系统,此系统内各个部件阻燃性能一般可以达到V0级别(GB/T 2408—2008),导热系数≤0.06W/m.K(GB/T 10294-2008)且环保无卤(IEC 61249-2-21)。
3.9 电池最高温度 battery maximum temperature动力电池的电池管理系统上报的单体最高温度。
3.10 电池最低温度 battery minimum temperature动力电池的电池管理系统上报的单体最低温度。
3.11 电池平均温度 battery average temperature动力电池的电池管理系统上报的单体平均温度。
3.12 电池温升 battery temperature rise动力电池系统在某个测试工况结束时电池最高温度与测试开始时电池最低温度的差值。
3.13 电池温差 battery temperature difference动力电池的电池管理系统某一时刻上报的电池最高温度与电池最低温度差值。
3.14 流阻 pressure drop or flow resistance流体流过液冷板(液冷系统)或电池系统进出口(风冷系统),从流体的入口到流体的出口静压力差。
4 符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。
RT:室温(25±2)℃。
C3:3小时率额定容量(Ah)。
I3:3小时率放电电流(A),其数值等于1/3C3(A)。
5 试验条件5.1 一般条件5.1.1除另有规定外,试验应在温度为25℃±5℃,相对湿度为25%~90%,大气压力86kPa~106kPa的环境中进行。
5.1.2测试样品交付时需要包括必要的操作文件,以及和测试设备相连所需的接口部件,如连接器、冷却系统等,制造商需要提供动力电池系统的工作限制,以保证整个测试过程的安全。
5.1.3 当测试的目标环境温度改变时,在进行测试前测试样品需要完成环境适应的过程:在低温下静置不少于24h;在高温下静置不小于16h;或单体电池温度与目标环境温度差值不超过2℃。
测试样品如果包含蓄电池控制单元,则环境适应过程需要将其关闭。
5.1.4 电池系统的额定容量对于测试过程具有重要影响。
如果电池系统实际可用容量与额定容量之差的绝对值超过额定容量的5%,则在测试报告中要明确说明,并用实际可用容量代替额定容量用于充放电电流及SOC计算的依据。
5.1.5 调整SOC至试验目标值n%的方法:按制造商提供的充电方式将电池系统充满电,静置1h,以1I3恒流放电(100-n)/100*3h,或者采用制造商提供的方法调整SOC。
每次SOC调整后,在新的测试开始前试验对象应静置30 min。
5.2 测量仪器、仪表准确度测量仪器、仪表准确度应满足以下要求:a)电压测量装置:不低于0.5级;b)电流测量装置:不低于0.5级;c)温度测量装置:±0.5℃;d)时间测量装置:±0.1%;e)流量测量装置:不低于0.5级;f)压力测量装置:不低于0.5级;g)尺寸测量装置:±0.1%;h)质量测量装置:±0.1%。
5.3 测量过程误差控制值(实际值)和目标值之间的误差要求如下:a)电压:±1%;b)电流:±1%;c)温度:±1℃;d)流量:±0.2L/min;e)压力:±0.1%FS。
5.4 测试工质说明测试工质要求如下:a)冷却液:50%纯乙二醇,50%纯水(体积比),除非特殊说明,否则默认按此执行;b)空气:干球温度25℃±1℃,50%RH±10%湿空气。
5.5 数据记录和记录间隔除非在某些具体测试项目中另有说明,否则测试数据的记录间隔应小于等于100s,如时间、温度、电流、电压和流量等。
6 试验方法6.1 试验准备正式开始测试前,电池系统的电子部件或BCU应处于正常工作状态。
6.2 预处理正式测试开始前,电池系统需要先进行预处理循环,以确保测试时试验对象的性能处于激活和稳定的状态,步骤如下:a) 以不小于1I3(A)电流或按照制造商推荐的充电方法充电至制造商规定的充电截止条件;b) 静置30 min或制造商规定的时间;c) 以制造商规定的且不小于1I3(A)电流放电至制造商规定的放电截止条件;d) 静置30 min或制造商规定的时间;e) 重复步骤a)~d)5次。
如果电池系统连续两次的放电容量变化不高于额定容量的3%,则认为电池系统完成了预处理,预处理循环可以中止。
除某些具体测试项目中另有说明,否则若预处理循环并满充后和一个新的测试项目之间时间间隔大于24h,则需要重新进行一次标准充电:使用不小于1I3(A)电流充电至制造商规定的充电截止条件或按照制造商推荐的充电方法充电,静置30分钟或制造商规定的时间。
6.3 基本功能测试6.3.1 液冷系统阻力测试6.3.1.1对于液冷系统,可直接测试其进、出口压力差。
6.3.1.2连接水冷机与电池液冷系统进、出口,且进、出口需要预先安装精密压力传感器(或其他精密压力测量装置)。
调节水冷机出水口温度为25℃或制造商推荐值,流量分别为8L/min、10L/min、12L/min或制造商推荐值,待温度(变化不超过1℃/min)、流速(变化不超过0.1L/min)稳定。
6.3.1.3记录电池液冷系统进、出口压力并计算流阻(Pa·s/m2)。
6.3.2 液冷系统密封性能测试6.3.2.1 对于液冷系统,试验前后需要检查其气密性。
6.3.2.2通过气密检测装置,从液冷系统的进水口通以400kPa的压缩空气,保压时间120s,测试时间60s,排气时间5s,按式(1)换算为渗漏量。
F=0.0006∗V∗(∆p) (1)∆T式中:F—渗漏量,cm3/min;V—散热器和测量回路总容积,cm3;∆p—压力损失,Pa/s。
∆T6.3.3 气液相变冷却系统阻力测试6.3.3.1 对于气液相变冷却系统,可直接测试蒸发器的流阻;6.3.3.2选择以下两种方式中的一种进行试验:a) 用 R134a制冷剂或者客户指定的制冷剂(气态,0℃)以16g/s(57.6kg/h或1.13L/s)的流量流过蒸发器;b)或采用干燥空气(25℃,103kPa),以3.89L/s或16.8kg/h的流量流过蒸发器;6.3.3.3用精密压力传感器(或其他精密压力测量装置)测量蒸发器进出口的压力,压力差值即为蒸发器在规定工况下的流阻(Pa·s/m2)。
6.3.4 固体相变蓄热系统储热能力测试6.3.4.1对于固体相变蓄热系统在室温下将电池系统调节至SOC=100%,并静置到电池最高温度与设定目标温度差值在±1℃之间。