電動汽車電池振動測試的案例
四種流行的電動汽車電池振動測試標準
鋰離子電池作為電動汽車最常用的電池類型，正日益受到歡迎。在它們的使用壽命中，這些電池經歷了各種振動和溫度變化。一些常見的測試標準已經開發出來，以模擬對這些不同尺寸級別電池（如電池、模塊、電池組）的長期環境影響。
在眾多電動汽車電池測試標準中，本文將重點關注四個振動和溫度方面的著名標準：SAE J2380、SAE J2464、IEC 62660-2和UN 38.3。晶鉆儀器Spider系統可以為隨機、正弦、沖擊振動測試，以及溫度控制提供解決方案。
SAE J2380
SAE J2380標準振動目標譜基于實際道路測量數據，旨在模擬行駛10萬英里對電池組和模塊的影響。該標準要求一系列隨機振動目標譜應用于三個垂直軸，試驗時長從9分鐘到38小時不等。
SAE J2380隨機測試目標譜
SAE J2464
SAE J2464標準評估電池和電池組的濫用容忍度，用于測量任何RESS（可充電儲能系統）的響應。濫用是指由于疏忽、事故、訓練不良等原因違背電池的設計意圖，過度使用。
在列出的所有測試類型中，有兩種指定的測試類型用于熱沖擊循環和沖擊振動測試。熱沖擊循環包括5個周期，包括熱和冷溫度（70℃到-40℃），電池每個周期時長為1小時，電池組每個周期時長為6小時。沖擊振動試驗在三個垂直軸上各施加3個正方向和3個負方向的半正弦沖擊。
SAE J2464半正弦沖擊目標波形（晶鉆EDM截圖）
IEC 62660-2
IEC 62660-2標準（與ISO 12405相關），規定了用于各種電池系統的電動汽車鋰離子電池的可靠性和濫用測試。振動測試要求在電池的每個平面上進行8小時的隨機振動測試，以及六個空間方向的機械沖擊測試（半正弦）。溫度測試是在室溫下啟動電池，以5K/min的速度提高溫度，直到最終溫度達到130℃，并在目標溫度的2k范圍內保持30min。
展開 充滿電的汽車電池測試
測試與測量專家Hottinger
Brüel & Kj?r（HBK）推出用于電動汽車電池振動和沖擊測試的新型大推力水冷型振動臺系統。
為了幫助汽車和電池制造行業優化設計，加快產品上市時間，HBK開發了V9940振動臺，專門用于電動汽車（EV）電池模塊和電池組、電動軸（e-axles）和電動傳動系統的超大有效載荷的振動和沖擊測試。
V9940振動臺系統主要設計用于在原型開發期間測試電動汽車電池系統，以驗證產品是否可以投入批量生產，也可用于生產線末端樣品測試，以驗證制造工藝參數并確保質量的一致性，使其成為汽車和電池制造商、獨立測試機構和系統集成商的理想選擇。
HBK項目銷售辦公室負責管理V9940振動臺與領先制造商的氣候室的集成，以便收集和分析關于被測設備（DUT）的可靠和有意義的數據。振動臺和氣候室之間的有效接口可確保測試環境在電池測試期間準確模擬真實世界的環境條件，同時提供重要的安全功能，如在熱失控情況下的隔離和密封。
V9940振動臺是一個端到端的解決方案，HBK項目經理負責整個項目，從最初的詢價到投入使用，以及整個系統的使用壽命。專業的服務團隊將提供全球支持和預防性維護，以更大限度地提高振動篩系統的可用性，并確保長期的投資回報。
全新《HBK聲學與振動產品簡明目錄》
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展開 電動汽車電池測試參數
本文討論了設計符合EV電池標準的車輛電池系統的不同因素。
對電動汽車（EV）的需求不斷增加，制造商正在開發和發布更實惠的車型。設計電動汽車電池或電池管理系統（BMS）時，最重要的因素是安全性。安全是通過嚴格的法規和認證共同在工業中追求的，并通過測試來確保。
在本文中，我們將對電池標準測試涵蓋電動汽車電池系統的哪些因素進行概括性介紹。
EV電池需要進行全面測試，以確保其足夠安全用于商業用途。圖片由UL（Underwriter Laboratories）提供。
為何電動汽車電池測試很重要
由于汽車消耗大量功率，因此僅需要具有高功率密度的電池技術，并且由于汽車需要每天使用，因此電池必須是可充電的。但是，它們更大的能量存儲能力（由于使用反應性金屬而導致）意味著如果它們失效，它們可能更具破壞性。
在故障期間，鋰基電池會釋放出大量氫氣，內部短路引起的強烈熱量會點燃氫氣，從而有效地產生火 焰噴射器。由于汽車有可能因碰撞而損壞，因此電池必須具有多種安全機制，以確保在任何情況下都不會點燃電池。
通用汽車在2013年聯合國歐洲經濟委員會的演講中提出的每個電動汽車系統級別的“安全策略”
電動汽車測試參數
與任何工程項目一樣，第一步是始終了解您的產品可以在其中生存的環境。
汽車工業非常嚴酷，因此在電池方面需要考慮哪些因素？
機械
由于車輪的不斷運動以及車輛可能接觸的不平坦表面，機械應力和影響在汽車工業中非常重要。因此，電池系統必須能夠長時間處理這些劇烈振動。車輛碰撞也是一個真正的威脅，任何經歷此類事件的電池系統都必須能夠幸存或損壞。至關重要的是，施加在電池系統上的任何撞擊或壓力都不得引起火災或泄漏爆炸性氣體。
溫度
雖然電動汽車沒有引擎，但從電池汲取的大電流會導致溫度升高。但是，根據使用車輛的位置，這些電池也有望在極低的溫度下工作。
展開 電動和混合動力汽車的電池測試
汽車行業的競爭和混合動力技術的發展速度促使制造商投資于
電池的研發
。上市時間至關重要，而電池的全面產品測試也不應忽略，因為召回車輛會帶來高昂的成本。
電池及其子系統（如連接，冷卻等）在長使用期限的情況下，容易發生故障，其范圍可能從電池性能下降到完全失效。由于用于電動和混合動力車輛的電池存在各種尺寸、形狀、重量和化學成分，因此不同的測試方法對于
驗證耐久性
至關重要。三種主要的電池類型是電池單元、電池模塊和電池組。
為了符合混合動力和電動汽車電池的主要法規和標準，例如ISO、MIL和USABC，必須對電池單元、電池模塊、電池組和子系統進行機械，電氣，環境和化學測試。
HBK提供了用于機械振動測試的
電池測試解決方案
，例如
熱測試
和
電氣測試
-單獨出售或打包出售。
電池測試設備
除了
振動測試模擬之外
，車輛電池及其子系統的
物理振動測試
也至關重要。
HBK LDS振動測試系統提供了用于低氣壓，機械振動和沖擊測試的整體解決方案，該方案包括法規UN 38.3和ECE Reg 100，其中規定，在運輸任何電池單元、電池模塊或電池組之前，必須根據危險品法進行測試。但是，還有許多其他法規適用于不同的國家，而這些法規又側重于不同的技術/電池類型（電池單元電池模塊、電池組等）。
由于不同的電池類型及其子系統具有不同的尺寸、重量和所需的振動測試曲線，因此
功能強大且用途廣泛
的系統至關重要。該系統必須易于適應
多種測試需求
，以模擬車輛的使用壽命。
展開 
電動和混合動力汽車的電池測試
汽車行業的競爭和混合動力技術的發展速度促使制造商投資于
電池的研發
。上市時間至關重要，而電池的全面產品測試也不應忽略，因為召回車輛會帶來高昂的成本。
電池及其子系統（如連接，冷卻等）在長使用期限的情況下，容易發生故障，其范圍可能從電池性能下降到完全失效。由于用于電動和混合動力車輛的電池存在各種尺寸、形狀、重量和化學成分，因此不同的測試方法對于
驗證耐久性
至關重要。三種主要的電池類型是電池單元、電池模塊和電池組。
為了符合混合動力和電動汽車電池的主要法規和標準，例如ISO、MIL和USABC，必須對電池單元、電池模塊、電池組和子系統進行機械，電氣，環境和化學測試。
HBK提供了用于機械振動測試的
電池測試解決方案
，例如
熱測試
和
電氣測試
-單獨出售或打包出售。
電池測試設備
除了
振動測試模擬之外
，車輛電池及其子系統的
物理振動測試
也至關重要。
HBK LDS振動測試系統提供了用于低氣壓，機械振動和沖擊測試的整體解決方案，該方案包括法規UN 38.3和ECE Reg 100，其中規定，在運輸任何電池單元、電池模塊或電池組之前，必須根據危險品法進行測試。但是，還有許多其他法規適用于不同的國家，而這些法規又側重于不同的技術/電池類型（電池單元電池模塊、電池組等）。
由于不同的電池類型及其子系統具有不同的尺寸、重量和所需的振動測試曲線，因此
功能強大且用途廣泛
的系統至關重要。
展開 電動汽車電池測試：海量數據的管理與分析挑戰
電動汽車市場的發展正處在一個關鍵的階段，電池技術正在成為推動電動汽車發展的核心驅動力。電池不僅直接影響到車輛的性能、續航里程，而且是整車成本的主要組成部分，這也就意味著電動汽車電池的質量、性能和經濟性，對電動汽車市場的成功至關重要。
電動汽車電池掌握著實現電動汽車大規模采用的秘訣，因此測試團隊面臨著巨大壓力，他們需要定義和執行一套能夠全面評估電池性能和質量的測試計劃，同時還需要快速、準確地從大量的測試數據中提取出有價值的信息，為研發、生產等其他環節提供決策依據。這就意味著他們需要有能力處理、分析海量的數據，將數據轉化為具有洞察力的信息，然后根據這些信息，安全、有效地推進電池的開發和部署工作。
然而，真正實現這一目標，需要面對的挑戰卻是巨大的，因為涉及到的數據量之大、格式之復雜，遠超傳統的處理能力。因此，如何有效地處理、利用這些數據，就成為了電動汽車電池大規模采用需要解決的關鍵問題。
展開 淺析電動汽車電池PACK液冷系統性能與測試
結束語除了以上性能外，依據材料要求還有拉伸強度?屈服強度?外部腐蝕性?壓降測試等?這些要求綜合是為了保證液冷系統密封性能，即保證對電池PACK的冷卻性能，又不會再突發情況下因漏液而危及電池PACK。
電動汽車動力電池振動疲勞性能優化
Keys: electricvehicle, power battery, vibration fatigue, Morphology optimization, FrequencyResponse.
0 引言
隨著越來越嚴重的能源消耗，環境污染等一系列問題，電動汽車的需求及銷售量越來越大。據中汽協數據統計，2016年新能源汽車生產51.7萬輛，銷售50.7萬輛，均實現50%以上的同比增幅。而隨著電動汽車的存量增加，電動汽車安全事故明顯增多，成為關注熱點；據統計， 2016年全球電動汽車發生起火事故35起，其中我國發生安全事故29起，涉及電動車合計40輛；我國電動汽車2016年事故數是2015年（14起）的2倍多，安全性能必須作為電動汽車設計中最重要問題考慮。
動力電池是電動汽車安全相關重要部件，動力電池安全性能是電動汽車安全性能的重中之重[1]。為保證動力電池安全，國內外制定了一系列動力電池相關技術法規；相關技術法規(例如ISO12405-3，IEC 62660，ECE R100.2，SAE J2929，UL 2580，GB/T 31467.3等)，對動力電池振動性能及其試驗測試都做出相關規定。
動力電池振動性能法規基于整車應用角度出發，對電池系統因車輛正常行駛所受振動載荷下的安全性能進行考察。對于動力電池振動性能，可采用試驗方法進行分析優化[2]，國際上也存在較成熟的數值仿真方法進行模擬分析[3]。由于CAE仿真可以在動力電池樣件制造出之前對其振動能否達到要求進行預估計算，近期在國內動力電池設計中作為有效驗證手段得到應用[4-5]。
某電動汽車設計開發過程中，其動力電池無法借用成熟資源，需重新開發。動力電池振動性能參考GB/T 31467.3標準進行仿真，分析結果發現電池上箱體存在振動疲勞風險。
展開 CAE技術在電動汽車動力電池振動疲勞性能上的應用
隨著越來越嚴重的能源消耗，環境污染等一系列問題，全球各國積極開發應用新能源，電動汽車的需求及銷售量也越來越大。而隨著電動汽車的存量增加，電動汽車安全事故明顯增多，安全性能的考慮已成為電動汽車設計的核心問題。
動力電池是電動汽車安全相關重要部件，動力電池安全性能是電動汽車安全性能的重中之重。 為保證動力電池安全，國內外制定了一系列動力電池相關技術法規； 相關技術法規(例如 ISO12405-3， IEC 62660， ECE R100.2， SAE J2929， UL 2580， GB/T 31467.3等)， 對動力電池振動性能及其試驗測試都做出相關規定。應用CAE仿真技術可以在動力電池樣件制造出之前對其振動能否達到要求進行預估計算，并幫助提高動力電池振動疲勞性能。
電池包振動疲勞分析
輸入參數
某電動汽車電池箱體采用鈑金件設計，電芯采用18650電池并設計為標準模塊。 經網格處理，賦予材料及厚度等屬性后， 計算電池總重 360.1kg，與原電池估算重量（360kg）相比誤差僅 0.1kg。
（動力電池建模處理）
模態與頻響
約束動力電池與車身連接位置自由度，計算 200Hz 以下約束模態。電池包 200Hz 以上共有 68 階模態，其中前 8 階皆為上蓋模態（表 1） ，電池上蓋剛度差，模態頻率低，是振動疲勞風險區域，需在后續分析中關注。 根據模態分析結果對電池進行頻響分析， 由上蓋中心點頻響結果， Z 向響應遠大于 X 向/Y 向響應，動力電池振動疲勞風險為 Z 向振動時上蓋位置。
展開 CAE技術在電動汽車動力電池振動疲勞性能上的應用
隨著越來越嚴重的能源消耗，環境污染等一系列問題，全球各國積極開發應用新能源，電動汽車的需求及銷售量也越來越大。而隨著電動汽車的存量增加，電動汽車安全事故明顯增多，安全性能的考慮已成為電動汽車設計的核心問題。
動力電池是電動汽車安全相關重要部件，動力電池安全性能是電動汽車安全性能的重中之重。為保證動力電池安全，國內外制定了一系列動力電池相關技術法規； 相關技術法規(例如 ISO12405-3， IEC 62660， ECE R100.2， SAE J2929， UL 2580， GB/T 31467.3等)， 對動力電池振動性能及其試驗測試都做出相關規定。應用CAE仿真技術可以在動力電池樣件制造出之前對其振動能否達到要求進行預估計算，并幫助提高動力電池振動疲勞性能。
電池包振動疲勞分析
輸入參數
某電動汽車電池箱體采用鈑金件設計，電芯采用18650電池并設計為標準模塊。 經網格處理，賦予材料及厚度等屬性后， 計算電池總重 360.1kg，與原電池估算重量（360kg）相比誤差僅 0.1kg。
（動力電池建模處理）
模態與頻響
約束動力電池與車身連接位置自由度，計算 200Hz 以下約束模態。電池包 200Hz 以上共有 68 階模態，其中前 8 階皆為上蓋模態（表 1） ，電池上蓋剛度差，模態頻率低，是振動疲勞風險區域，需在后續分析中關注。 根據模態分析結果對電池進行頻響分析， 由上蓋中心點頻響結果， Z 向響應遠大于 X 向/Y 向響應，動力電池振動疲勞風險為 Z 向振動時上蓋位置。
展開 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。
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。
電動汽車電池快速充電前后
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。
展開 
守護電動“心臟”！仿真APP在汽車電池包隨機振動分析中的應用
汽車電動化、智能化、綠色化發展已成為全球各國應對氣候變化、實現低碳發展的共同選擇。在此背景下，新能源汽車持續高速發展。電池包作為新能源汽車的“心臟”，是其主要動力來源，直接影響車輛的續航里程與行駛安全。電池包結構的安全可靠性對新能源汽車至關重要，同時也是衡量新能源汽車產品競爭力的重要指標之一。
圖1 新能源汽車電池包結構示意圖
汽車在路面行駛時，會遭遇到較為復雜的路面工況，比如顛簸路、補丁路、坑洼路等，這些路面不平度所產生的激勵通過車身傳遞給電池包。為了確保結構不受破壞，電池包必須具備足夠的強度來承受路面的隨機載荷。
通常獲取電池包結構振動特性的途徑包括數值仿真與試驗方法。試驗方法可依據《GB38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求》進行測試，該國標對于不同類型車輛及振動測試條件等均有明確說明。但試驗方法需要物理樣機，測試過程較長、成本較高。鑒于電池包內部結構復雜，且設計變更頻率較高，因此借助數值仿真的手段可大幅提升產品優化迭代的效率，縮短研發周期，降低測試成本。
電池包隨機振動仿真可用于評估電池包在振動條件是否滿足結構性能要求。這種分析方法有效確保了電池包在汽車正常行駛過程中不產生振動破壞。通過隨機振動仿真，可以識別結構振動風險以及潛在的結構失效位置，進而采取相應的措施來改善設計或加強結構，提高電池包的可靠性和安全性。
展開 E周看點丨2021中國電動汽車百人會召開，廣汽埃安石墨烯電池進入量產測試階段
由此來看，燃料電池汽車在中國具有一定前景，而現代汽車提早進入布局，或將為其未來在中國銷售打下基礎。
廣汽埃安石墨烯電池已進入實車量產測試階段
1月15日，廣汽埃安宣布，該公司旗下石墨烯電池已進入實車量產測試階段，搭載石墨烯基超級快充電池的車型8分鐘可充電80%，NEDC續航里程可達1000公里，并即將量產搭載。
圖片來源：廣汽埃安
蓋世點評：石墨烯電池在推廣應用方面一直有著噱頭大于實際、成本高、難量產的爭議，廣汽埃安能否破解這些爭議還要看真正量產搭載后的結果。廣汽埃安新能源汽車有限公司總經理古惠南在2021中國電動汽車百人會論壇上也對上述消息作出回應，他表示，希望大家不要把技術突破和商業推廣混為一談，要看到中國車企在技術上的引領優勢。
展開 電動汽車動力電池均衡方法研究 附電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍下載
根據當前我國對于均衡裝置的電流評定標準來看，組合電池的電流應當是動力電池的0.05倍或者0.1倍，在此區間內是比較合適的。
3.2均衡結果
組合電池的內部差異會影響電動汽車的運行效率與安全性，因此為了減少電池荷電狀況的異常，采用均衡裝置將組合電池進行連接，改善電池的性能，增長電池的使用周期。例如對28組12Ah、336V的鎳氫組合電池進行電源輸出，經過測量和得出電壓差異值低于0.05V。此外，將該組合電池的電壓降低到電池荷電狀況的10%，將此范圍內的所有組合電池進行對比，就可以得出組合電池的均衡前后電壓差異指數為50mA，說明均衡效果顯著。再者，組合電池的均衡前電壓小于均衡后的電壓，并且動力電池的容量上升49Ahs，同比增加16%。得出如果上述組合電池不進行均衡處理，就會導致電池差異性越發嚴重，使得動力電池的輸出功率大大降低。
4結語
本文就當前電動汽車動力電池的均衡中存在的問題進行闡述，并使用上述均衡方式進行實驗，將12Ah、336V的鎳氫組合電池采用集中均衡與分散均衡的方法進行實驗，根據結果所得的電壓差異都小于0.05V，符合均衡檢測的標準。從另一方面說明采用均衡方式解決組合電池之間額不平衡差異是十分有效的。但是如果在進行解決的過程中，由于組合電池的數目較大，導致動力電池的內部差異過大，此時應當將組合電池的規格、體積、質量進行統一，加設檢測節點，及時尋找出其中存在問題的組合電池，能夠在一定程度彌補均衡方式的不足之處。
下載地址：電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍
展開 新能源汽車試驗T型槽平臺：電池包碰撞與電機耐久測試專用方案
在新能源汽車研發與質檢領域，電池包碰撞測試與電機耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關鍵環節。新能源汽車試驗T型槽平臺作為測試的核心基準載
新能源汽車試驗T型槽平臺：電池包碰撞與電機耐久測試專用方案
在新能源汽車研發與質檢領域，電池包碰撞測試與電機耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關鍵環節。新能源汽車試驗T型槽平臺作為測試的核心基準載體，其結構設計與性能參數直接決定測試數據的性與測試過程的安全性。本文結合新能源汽車試驗平臺、電池包測試專用T型槽、電機耐久試驗基準臺等高頻關鍵詞，針對性解析適配電池包碰撞與電機耐久測試的專用方案，為新能源汽車核心部件測試提供實操支撐。
一、專用平臺核心性能要求：適配新能源測試嚴苛場景
新能源汽車電池包碰撞測試需承受瞬時強沖擊載荷（可達10-20g），電機耐久測試需長期耐受高頻振動（頻率50-2000Hz），因此專用T型槽平臺需滿足三大核心性能：一是剛性，確保沖擊與長期振動下無塑性變形；二是定點，保障測試件安裝同軸度與位置精度；三是安全防護，適配高壓、高沖擊的測試環境。平臺精度等級優先選用00級（平面度≤0.02mm/m），槽寬公差控制在H6級，為測試提供穩定基準。
二、電池包碰撞測試專用方案：強沖擊下的穩定支撐
1.材質與結構優化：選用QT600強度球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+加密加強筋”結構，筋板厚度≥35mm，臺面厚度≥150mm，可承受20g瞬時沖擊載荷，臺面撓度≤0.01mm/m。
2.定點與固定設計：采用寬幅T型槽（槽寬36-45mm），間距100-150mm，搭配12.9級強度防松螺栓與專用防滑夾具，確保電池包測試件牢固固定，碰撞過程中無移位；臺面對稱分布定點銷孔，定點精度≤±0.01mm，保障每次測試安裝位置一致性。
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