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汽车动力蓄电池性能测试方法研究

来源:    作者:www.actbox.com.cn无锡艾科特试验设备有限公司    发布时间:2015-01-15 18:08    浏览量:15

道路测试
 
    道路测试的主要目的是测试动力蓄电池在实际运行的各种工况下的放电容量、放电特性、蓄电池一致性等方面的性能。放电容量可以通过一次充满电后在一定速度下的续驶里程来直接反映;放电特性主要通过端电压衰减率和温升率来反映;蓄电池一致性主要通过蓄电池工作电压变化的一致性、内阻变化一致性、容量变化一致性来反映。
 
    端电压衰减率是指每小时蓄电池端电压的衰减量,符号为ηv,其计算公式如下式所示,单位为V/h。
 
    式中,U2为t2时刻蓄电池端电压,U1为t1时刻蓄电池端电压。
 
    温升率ηT用下式来表示,单位℃/h。
 
    对于多个单体电池串联,蓄电池的一致性评价可归结为对蓄电池工作电压间的一致性评价,可采用蓄电池工作电压差异系数ξ(U)作为评价指标。
 
    式中,ΔU为相邻的两个单体电池的电压差,单位V。
 
    蓄电池工作电压差异越接近零,则蓄电池内阻间的差异就越接近零,蓄电池的一致性就越好。 
 
    (1)整车动力性测试
 
    动力性测试的目的就是检验动力蓄电池能否满足车辆设计动力的需要。测试要求为室外温度为20±5℃,风速小于5m/s;试验场地为直线跑道或环形跑道;路面应干燥、坚硬、平整、干净且要有良好的附着系数。直线跑道的测量区长度至少1000m,加速区应足够长,以便在进入测量区前200m内达到稳定的zui高车速;环形跑道的长度应至少1000m,弯道的曲率半径应不小于200m,测量区的纵向坡度不超过0.5%;试验前,动力蓄电池充满电,试验车加载至试验质量,散热器内注满冷却液。测试方法如下:
 zui高车速试验:
 
    ①起动试验车,在直线跑道或环形跑道上将试验车辆加速,使汽车在驶入测量区之前达到zui高稳定车速。
 
    ②保持zui高稳定车速持续行驶1000m (测量区的长度),记录车辆持续行驶1000m的时间t1。
 
    ③以相反方向行驶做一次相同的试验,记录通过时间t2。利用公式V=3600/t所求得的两次速度的平均值即为zui高车速V,V=(3600/t1+3600/t2)/2。
 
    (0~30)km/h加速性能试验:
 
    ①将试验车辆停放在试验道路的起始位置,起动车辆;打开测速仪,将变速器置入起步档,迅速起步,并将加速踏板快速踩到底,换入适当档位,使车辆加速。
 
    ②观察测速仪显示器,直到车速达到(30±1)km/h;记录从踩下加速踏板到车速达到(30±1)km/h的时间t1。
 
    ③以相反方向行驶做一次相同的试验,记录加速时间t2。(0~30)km/h加速时间等于两次测得时间的算术平均值,即t=(t1+ t2)/2。
 
    (30~50)km/h加速性能试验:
 
    ①试验车辆加速到(30±1)km/h后,保持这个车速行驶0.5km以上。
 
    ②使用离合器和变速杆将车辆加速到(50±1)km/h,记录从30km/h开始加速到车速达到(50±1)km/h时的时间t1。
 
    3)以相反方向行驶做一次相同的试验,记录加速时间t2。(30~50)km/h加速时间是两次测得时间的算术平均值,即t=(t1+ t2)/2。
 
    在以上试验过程中,蓄电池监测仪以一定频率在线监测、采集各单体电池的电压、SOC、动力蓄电池组的电压、电流、温度等数据;车速仪实时显示车速及行驶距离;试验完毕后,将采集到的数据导入计算机数据分析软件,软件经过计算、分析得出各单体电池电压衰减率ηV、温升率ηT和蓄电池工作电压差异系数ξ(U)。
 
    以上测得的zui高车速和加速时间应不小于电动试验车的设计要求;ηV、ηT、ξ(U)应符合蓄电池设计要求。
 
    (2)常温下续驶里程测试
 
    续驶里程是指电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下,以一定的行驶工况,能连续行驶的zui大距离。续驶里程实质上反映的是动力蓄电池的实际容量大小。试验条件要求室外温度20±5℃,风速在5m/s以下;试验场地为环形跑道;试验前,动力蓄电池充满电,试验车加载至试验质量,散热器内注满冷却液。测试方法采用等速法进行测试。
 
    ①试验前,检查车况、车载设备以及各蓄电池是否正常,检查就绪后开始起动车辆,并开启测试设备。
 
    ②使用离合器和变速杆将车辆加速,车速至(60±2)km/h时,不再提速,通过调整油门踏板开度保持匀速行驶状态。
 
    ③当车辆的行驶速度低于56km/h时停止试验。试验过程中允许停车两次,每次停车时间不允许超过2min。记录试验期间试验车辆的停车次数和停车时间。试验结束后,记录试验车辆驶过的距离L,用km来表示,该距离L即为等速法测量的续驶里程。
 
    在以上试验过程中,蓄电池监测仪以一定频率在线监测、采集各单体电池的电压、SOC、动力蓄电池包的电压、电流、温度等数据;车速仪实时显示车速及行驶距离;试验完毕后,将采集到的数据导入计算机数据分析软件,软件经过计算、分析得出各单体电池电压衰减率ηV、温升率ηT和蓄电池工作电压差异系数ξ(U)。
 
    在测试时,行驶距离不应小于设计续驶里程数;ηV、ηT、ξ(U)应符合蓄电池要求。
 
    根据我国“电动汽车技术条件”规定,以工况法来测试续驶里程,取消等速法测试。
 
    (3)高低温行车测试
 
    高低温行车测试的目的是检验环境温度对蓄电池放电容量以及使用性能的影响。实验要求分别在高温及低温地区测试,高温试验在亚热带高温季节进行,气温在35℃以上,相对湿度85%以上,风速在5m/s以下;低温试验在寒区冬季进行,气温为-5~-30℃;试验场地为环形跑道;试验前,动力蓄电池充满电,试验车加载至试验质量,散热器内加注防冻液。
 
    高、低温试验的主要内容是分别在高、低温环境下测试试验车的续驶里程,以测试动力蓄电池的实际放电性能。续驶里程的测试方法如上所示。在以上试验过程中,蓄电池监测仪以一定频率在线监测、采集各单体电池的电压、SOC、动力蓄电池包的电压、电流、温度等数据;车速仪实时显示车速及行驶距离;试验完毕后,将采集到的数据导入计算机数据分析软件,软件经过计算、分析得出各单体电池电压衰减率ηV、温升率ηT和蓄电池工作电压差异系数ξ(U)。高、低温环境下,续驶里程不得小于常温续驶里程的55%;ηV、ηT、ξ(U)应符合蓄电池要求。
 
    (4)持续爬坡测试
 
    持续爬坡测试用于检验动力蓄电池的持续大功率供电能力。试验条件要求为室外温度20±5℃,风速在5m/s以下;试验坡道为表面平整、硬实、干燥的连续上坡道,长度为5~8km,上坡路段占总坡长的90%以上;试验前,动力蓄电池充满电,试验车加载至试验质量,散热器内注满冷却液。
 
    试验时,将试验车停放在坡道起点处,检查车况、车载设备以及各蓄电池是否正常,检查就绪后起动车辆,并开启车速测试仪、蓄电池监测仪等设备;变速器挂入一档,起步开始爬坡;爬坡过程尽可能使用较高的档位,且处于全负荷状态,在保证安全的前提下以较高的车速行驶直到试验终点。爬坡过程若出现电机、蓄电池或控制器温度过高、电机电枢电流过大、动力蓄电池组电压达到放电终止电压等情况,应立即停车检查。
 
    在以上试验过程中,蓄电池监测仪以一定频率在线监测、采集各单体电池的电压、SOC、动力蓄电池包的电压、电流、温度等数据;车速仪实时显示车速及行驶距离;试验完毕后,将采集到的数据导入计算机数据分析软件,软件经过计算、分析得出各单体电池电压衰减率ηV、温升率ηT和蓄电池工作电压差异系数ξ(U)。
 
    电动汽车在爬坡过程中动力蓄电池包不应出现电压下降过快或短时间达到放电终止电压现象,动力蓄电池包温度不超过规定值;ηV、ηT、ξ(U)应符合蓄电池要求。
 
    (5)城市客车四工况循环测试
 
    城市客车四工况循环是针对市内客车运行情况指定的,一定程度上能够反映纯电动汽车在城市中的实际使用工况。同时,四工况循环法操作较简单,对实验设备的要求也较低。四工况循环如上图所示。
 
    试验条件以及试验准备:室外温度20±5℃,风速在5m/s以下;试验场地为环形跑道;试验前,动力蓄电池充满电,试验车加载至试验质量,散热器内注满冷却液。
 
    汽车按照四工况行驶要求进行加、减、等速行驶以及停车,完成一个循环试验后,尽可能迅速地调头,从相反方向重复试验,累计进行四个循环试验。
    在以上试验过程中,蓄电池监测仪以一定频率在线监测、采集各单体电池的电压、SOC、动力蓄电池包的电压、电流、温度等数据;车速仪实时显示车速及行驶距离;试验完毕后,将采集到的数据导入计算机数据分析软件,软件经过计算、分析得出各单体电池电压衰减率ηV、温升率ηT和蓄电池工作电压差异系数ξ(U)。ηV、ηT、ξ(U)应符合蓄电池要求。

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