電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起

來源:是德科技

電動汽車(EV)續航里程縮水嚴重,標注的充滿電續航里程360公里卻只跑了290公里的類似抱怨一直不絕于耳。不言而喻,引起消費者續航焦慮的根源就是動力電池,而整個行業要想推進電動汽車的發展,也必須從三個維度的電池測試入手,包括研發動力電池的OEM廠商、電池裝車車企和進行市場監管的認證機構。


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖1 

消費者的抱怨 動力電池的續航挑戰電動汽車的車主都知道,天氣對車輛的續航里程有不小的影響,寒冷的冬季,因為沒有來自發動機的廢熱可以利用,要使用直接電阻加熱來加熱座艙;炎熱的夏天,使用空調也會嚴重影響續航里程;堵車也是電動汽車最怕出現的情況。很多人不愿意購買電動汽車都是考慮到車輛的續航能力問題,從長遠來看,要提振消費者信心,消除電動汽車大規模接受的最大障礙——續航焦慮仍是關鍵。雖然近年來電池技術一直在改進,但無論是目前電動汽車采用的三元聚合物鋰電池(Li(NiCoMn)),還是磷酸鐵鋰電池(LFP),在低溫環境下都會出現性能可見的衰減。這主要是電池活性下降導致充放電性能打折所致。此外,純電動汽車最核心的部件就是電池,如今買完車,除非一些電池終身質保的車輛,大多數車主都擔心電池過早終結,畢竟換一個電池價值不菲,一旦電池壞掉,車子也就不用修了。美國加州大學河濱分校(UCR)的工程師發表的一項新的研究表明,商用大功率快速充電樁有一個致命的弱點,會使電動汽車電池受到高溫和電阻的影響,僅25個快速充電周期就會令其過早“死掉”。發生化學損傷的電動汽車電池可能會毀了整輛車。

電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖2 

電動汽車電池快速充電前后


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖3

7000節電池,每個電池都需要控溫和防止短路,的確是個挑戰 汽車架構不同測試要求各異電動汽車和混動汽車在架構上有許多差異。強混動(或并行混動)和純電動(無引擎)汽車的電動動力傳動系統都是由大容量電池提供的高電壓(HV)總線來驅動。逆變器和電動機/發電機的功率電平都在60 kW到180 kW。大多數組件都是雙向的,允許電力從電池流向逆變器,進而轉動電動機,驅動汽車行駛(牽引驅動)。而在減速時,汽車的電動機又變為發電機,通過逆變器將電力返回,并為電池組充電(再生制動)。這種動力傳動系統的每一步都需要進行全面測試,以確保HEV/EV發揮最大能效。在中度混動(MH)汽車中,電動機/發電機、逆變器和電池都是雙向的。其體積不大,不足以獨立驅動車輛行駛(如HEV或EV)。然而,它們能夠在汽車加速時為發動機補充能量,并在減速時給電池充電。中度混動汽車的電壓水平通常為48 V,這使HEV的總線結構可以保持在60 V的安全額定值以下。在相同的額定電流下,它可以提供四倍于12 V總線的潛在功率。針對動力傳動系統的每個元器件和每個步驟都需要進行全面測試,以便最大程度地確保轉換過程的能效。 找到適合自己的測試解決方案為了應對電動汽車及動力電池等新興設計和測試問題,致力于為通信和電子行業提供電子設計和測試解決方案的是德科技創建并引入了創新的測試方法,針對電池模塊和電池包的電芯特性和功率效率進行測試,幫助開發和制造人員加速動力電池測試流程,確保功率器件級別的能源效率,同時解決安全性、測試時間和成本問題。


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖4 

電芯和電池必須全面測試電動交通對電芯和電池提出了更高的需求,如提升性能、提高續航里程、降低成本,要求電芯和電池必須具有高品質,并能滿足功率和能量密度、安全性、耐用性等要求;而廠商要想在市場上立足,成本也必須優化。出于這些原因,工程師必須對其全面測試,以確保設計和生產成功達標。


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖5

EV的性能取決于電芯、電池和電池包的協同工作眾所周知,EV的性能取決于電芯、電池和電池包的協同工作,以提供更好的功率和續航里程。因此,只有采用高效解決方案和最精確的儲能器件測試方法才能提供可再現的測量結果。是德科技的Scienlab測試系統可以全面、可靠地測試各種應用中使用的電芯、電池模塊、電池包及電池管理系統(BMS)。其測試系統和Scienlab Energy Storage Discover(ESD)軟件可幫助用戶運行自定義的性能、功能、老化和環境測試。ESD包含標準合規性和一致性測試(如ISO、DIN EN和SAE)。


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖6

是德科技電池充放電測試系統是德科技創新、靈活的Scienlab解決方案的再生功能可確保一流的能效和成本效率,將模塊用作電芯測試系統,保持穩定的測量精度;每個通道都可以測量阻抗譜,同步記錄測量數據;精確的測量技術提供可重復的結果,模塊化設計支持靈活布置測試環境,滿足各種測試要求。 用測試來優化電池功率和續航里程優化電池功率和續航里程需要測的東西主要有幾個方面:電池管理系統和測試:引入存儲技術以及將多個儲能電芯互連形成電池組和電池包需要用到智能電池管理系統(BMS)。BMS承擔重要的安全、控制和調節功能。這些功能包括電壓、電流、溫度和充電狀態等監控參數。BMS還負責熱管理、能源管理、電芯平衡和性能。是德科技的Scienlab電池管理系統(BMS)環境可以提供上述全部能力以及更多功能。該系統帶有一個硬件在環測試環境,用于重復測試和BMS優化。Scienlab電芯仿真器可以代替電芯進行連接,用于仿真一系列電芯模型的電芯類型。


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖7

電池管理系統測試方案時間同步控制:是德科技的Scienlab儲能測試(ESD)軟件允許對電芯、電池模塊和電池包及所有測試環境組件的所有Scienlab電池測試系統進行時間同步控制,可以驗證所有的儲能類型。借助該軟件,用戶可以輕松創建、編輯、控制和監控自定義的測試方案。標準化的遠程接口可用于將測試平臺直接集成到更高級別的控制和監控系統中。


電動汽車續航焦慮的應對之道,從動力電池電性能測試做起的圖8

是德科技儲能測試(ESD)軟件界面大多數企業會使用獨立產品進行設計、測試、測量和監測。這種孤立的結構導致工作流程斷斷續續、效率低下。連貫的靈活設計與測試是電子系統開發方式的重大革新。Keysight PathWave軟件是一個系統工程平臺,它連接設計和測試,提供通用數據模型和開放標準,徹底革新了傳統流程,顯著提高了生產效率和設備利用率,能夠顯著縮短產品開發生命周期。針對汽車設計和測試合作伙伴,是德科技提供校準和維修服務,以保證各工作組獲得的測量結果可以復驗,并能避免因為結果差異而導致開發周期延長,上市時間推遲及預算增加等結果。針對需要確保產品良率和質量的制造部門,是德科技的校準和維修服務可保持儀器在其使用壽命期間符合保證的性能技術指標,確保在研發和制造過程中進行準確、可重復的測量。

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP