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新能源汽车中的高压电池包,安全性能都是如何测试的?

时间:2024-07-12 18:00:04

关于动力电池的安全要求

插电式混合动力汽车系统的构成:发动机、电动机、电机控制器、整车控制器、发动机控制器、燃油箱、传动装置、充电机、动力电池。插电式混合动力汽车具有串联、并联和混联的结构形式;它与一般混动汽车的差异是增加了一套交流电转为直流电给动力电池补充电能的外插充电控制单元(AC-DC 充电器)。

动力电池的相关安全零件还有电机系统、DC/DC、电动空调、高压线束。则电池系统的安全性包含:电气安全(其中有接触安全的触电和烧伤) / 热安全(电池过压、过温、过流和电芯的热失控) / 化学安全(电池产生有害气体和电解液泄漏) / 高压风险的功能安全需求。

动力电池系统一般组成:电池模组、电池冷却系统、动力电池组箱体、电池管理系统。动力电池的基本功能是存储驱动汽车的电能,通过控制最佳的行驶电池充放电来确保电池相关的安全性和可靠性。

关于动力电池的安全性测试,一般是按照电动汽车及其电池的安全法规要求制定出来,具体法规如下:

关于动力电池的挤压试验

对于能力密度大的电动汽车动力电池来说,必须进行挤压试验,保证挤压情况下电池的安全性。


具体挤压试验方法

目前我国的法规中对电池包 / 电池模块 / 单体的挤压力的规定要求为 200kN。电池包的挤压试验需要综合考虑到电池箱承受载荷的能力,国内某机构对电池模块进行的挤压试验,这种方式来验证电池厂家生产的电池承受挤压力的能力。

某机构针对国内厂商的磷酸铁锂和三元里电池的挤压结果可供参考

平均电池的挤压力在300KN以上,一般都达到国家的法规200KN要求。

电池包的碰撞试验

电池包通过不同质量和几何外形的撞击器来碰撞动力电池。为了保证大范围的碰撞能量,其中速度/ 质量和几何外形可采用两种试验方法:移动的电池自身撞击刚性壁上的撞击器 / 移动的撞击器来碰撞墙壁上固定的电池。

通常第一种用于体积较大动力电池。而体积小的电池采用第二种方法。一般电池固定在墙壁上,以 40km/h 的速度,采用能量等效质量的撞击块的方式来对电池撞击。其中不同几何外形的撞击块形状如下:

关于动力电池的安全试验

安全性能主要通过相应的滥用试验来验证极端环境下动力电池是否会出现对人身安全产生威胁的因素。

其实验的步骤

实验需要达到的结果:动力电池动力线总正和总负对低压供电电源短路后,电池管理系统提供绝缘阻抗值过低,在移除短路状态后一切恢复正常。低压信号线在短路过程中,它还会表现出高压继电器断开,CAN 总线信号工作的异常,在移除短路后其功能恢复正常。