汽車電池振動測試的案例
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。
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展開 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 汽車專題第三期 |新能源汽車—電池篇（三）
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10.某型電動汽車電池包結構安全性研究
主要內容：電池包有限元分析模型的建立、電池包靜荷載分析、電池包隨機振動分析、電池包振動試驗驗證、結論...
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11.電動汽車電池測試參數四種流行的電動汽車電池振動測試標準
主要內容：SAE J2380、SAE J2464、IEC 62660-2、UN38.3...
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12.電動汽車電池測試參數
主要內容：為何電動汽車電池測試很重要、電動汽車測試參數、符合測試類型、結論...
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13.新能源汽車電池有哪幾種？
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。
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。
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準，是優化NVH測試精度與效率的關鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，融入電機噪聲測試平臺、振動測試基準平臺等高頻關鍵詞，為NVH測試方案優化提供技術參考。
電機NVH測試的核心痛點是“信號干擾導致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點，測試過程中，電機運行產生的振動易引發測試基準變形，車間環境噪聲、地面振動、其他設備運行干擾等，也會混入測試信號，導致真實的電機NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學的結構與工藝設計，從根源上優化測試環境，為準采集NVH信號筑牢基礎。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，主要通過三大核心價值實現，為NVH測試優化提供關鍵支撐。其一，高剛性結構保障測試基準穩定。平臺主體選用HT250強度灰鑄鐵或QT600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+十字交叉加密筋板”設計，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩定的基準面可避免電機安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實反映電機本身振動特性，減少基準變形導致的測試誤差。
其二，優異阻尼特性抑振動干擾。
展開 新能源汽車動力電池及其管理系統的EMC測試與整改案例
來源：電動學堂
0.引言BMS是電池包的關鍵和核心，在實現整車能量管理的同時，肩負著準確估計多項控制策略的功能。汽車電子部件的電磁兼容性能指該部件在其所處的車內及車外電磁環境中符合功能要求穩定運行并且不對其他部件產生無法忍受的電磁騷擾。
BMS在整車運行功能中的重要性要求其必須具備優良的電磁兼容性能。
一直以來，對于BMS的EMC測試沒有相應的國家標準規定其測試項目以及性能要求，各大主機廠以及供應商均采用汽車零部件通用標準，或者采用由這些通用標準以及企業自身狀況制定的企業標準，造成了對于BMS EMC性能一直沒有一個統一的要求，直到GB/T38661-2020的發布。
2020年03月31日，國家標準化管理委員會發布了GB/T38661—2020《電動汽車用電池管理系統技術條件》標準，該標準于2020年10月01日起實施。該標準對電動汽車用電池管理系統的參數測量精度、SOC估算精度、電氣適應性以及環境適應性等性能進行要求的同時，對其電磁兼容性能亦作出要求，包括電磁兼容檢驗項目、需滿足的等級要求以及依據的相關標準等內容。
本文首先針對該標準中對于BMS電磁兼容性的要求進行解析，隨后結合實際測試指出當前BMS較容易出現的EMC問題，最后給出了一些在設計階段降低EMC風險的建議。
1.GB/T38661-2020EMC測試解析
GB/T38661-2020《電動汽車用電池管理系統技術條件》規定，在進行BMS的EMC試驗時，應由BMS生產企業提供電池，與BMS一起構成基本測試單元模擬實際安裝情況進行試驗。試驗過程中記錄電池管理系統采集的數據（單體或電芯組電壓采集通道數不少于2個，溫度采集通道數不少于1個），并與檢測設備檢測的對應數據進行比較。應使用隔離裝置將輔助設備（如上位機及監控軟件）進行隔離。充放電電流應不小于電池管理系統電流測量滿量程的2％。
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 基于Ncode的新能源汽車電池包隨機振動疲勞分析
電池包是新能源汽車的關鍵零部件，其耐久性影響著新能源汽車整體的可靠性，按照國標GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動試驗臺上進行三個方向上疲勞耐久，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個方向的測試時間是21個小時。
本文基于某車型動力電池包，使用
Hypermesh-Optistruct-Ncode聯合仿真分析手段，進行隨機振動疲勞分析。按照振動臺架邊界條件進行工況設置，求解電池包振動疲勞壽命。
有限元模型建立
分析模型包括電池包殼體、模組以及車身連接支架，與車身安裝處采用rbe2模擬螺栓。通過節點耦合，在rbe2耦合單元主節點處施加激勵，模擬臺架狀態。本文使用聯合仿真進行電池包臺架隨機振動疲勞分析，主要包括單位加速度激勵下應力結果，振動加速度頻譜，疲勞材料及參數設置以及后處理等。根據臺架測試要求，從ZYX三個方向依次進行，時間為21h。本文建立的電池包模型如下圖所示：
圖1 某電池包有限元模型
頻率響應分析
2.1 邊界約束，固定約束電池包支架，如下所示：
圖2 電池包約束示意圖
2.2 模態頻率提取，在EIGRL模態分析卡片中定義特征模態頻率提取范圍V1-V2為0-200Hz：
2.3 頻率響應分析，為了保證和PSD載荷表中的單位保持一致，需要保證頻響分析中的激勵單位協調統一，因為PSD輸入是按g^2/Hz，因此頻響分析的激勵需要換算成9810mm/s^2。如對三個方向X/Y/Z分別采用1G加速度進行激勵，并與載荷幅值TABLED1關聯，即為實際載荷譜激勵。
2.4 為了保證計算精度，在結構響應的峰值位置增加計算頻率（FREQ1）。
展開 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。
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