اختبار حزمة بطارية السيارة الكهربائية: سعة, HPPC, الحرارية & التحقق من صحة دورة الحياة

لماذا يعد اختبار حزمة البطارية هو الحلقة المفقودة في برامج اختبار المركبات الكهربائية

لقد نضجت معظم برامج اختبار السيارات الكهربائية حول ركيزتين: اختبار المحركات (خرائط الكفاءة, الحرارية, NVH) و, على نحو متزايد, التحقق من صحة المحور الإلكتروني ووحدة القيادة. حزمة البطارية – يمكن القول إنها الأعلى تكلفة, العنصر الأكثر خطورة في نظام نقل الحركة — غالبًا ما يتم اختباره بشكل منفصل, لاحقاً, أو بواسطة فريق مختلف يستخدم معدات غير مصممة للتحدث مع بقية برنامج التحقق.

هذه الفجوة مهمة لأن حزمة البطارية لا تفشل بمعزل عن غيرها. يعتمد أداء الحزمة على كيفية عمل نظام إدارة البطارية (خدمات إدارة المباني) يستجيب لملفات التحميل الحقيقية التي يطلبها المحرك والعاكس فعليًا - طفرات الكبح المتجددة, تحميل الطريق السريع المستمر, الحدود الحالية للبداية الباردة. إن اختبار الحزمة مقابل ملف تعريف الشحن/التفريغ الاصطناعي الذي لا يعكس سلوك مجموعة نقل الحركة الحقيقي يفتقد تمامًا التفاعلات التي تسبب فشلًا ميدانيًا.

ما الذي يجب على منضدة اختبار حزمة البطارية فعله فعليًا؟

يقع نظام اختبار مستوى الحزمة بين عالمين مختلفين تمامًا: إلكترونيات الطاقة ذات التيار العالي (الشحن والتفريغ بمئات الامبير) والدقة, الحصول على البيانات على مستوى الخلية (مراقبة مئات الفولتية ودرجات الحرارة للخلايا الفردية في وقت واحد). كلاهما يجب أن يعملا معًا, في الوقت الحقيقي, دون إدخال الجانب الحالي للضوضاء الكهربائية التي تفسد قياسات الخلايا على مستوى الميلي فولت.

• مرحلة طاقة التيار المستمر ثنائية الاتجاه: المصادر والمصارف الحالية (الشحن والتفريغ) مع تحكم رباعي, عادة 0-1000 فولت وما يصل إلى عدة مئات من الأمبيرات لاختبار الحزمة الكاملة
• الحصول على البيانات على مستوى الخلية: مراقبة الجهد ودرجة الحرارة في وقت واحد لكل خلية أو مجموعة خلايا في العبوة, متزامنة مع التيار والجهد على مستوى الحزمة
• واجهة الاتصالات BMS: يستطيع, كان-فد, أو واجهة SPI لقراءة حالة الشحن الخاصة بنظام إدارة المباني, الحالة الصحية, والإبلاغ عن الأخطاء, ومقارنتها بالحقيقة الأرضية المقاسة بشكل مستقل
• تكامل الغرفة الحرارية: يتم إجراء معظم اختبارات العبوات ذات المغزى عبر نطاق درجات الحرارة (-20درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية أمر شائع), منذ القدرة, المقاومة الداخلية, وقبول الشحن يتغير بشكل كبير مع درجة الحرارة
• تشابكات السلامة: الجهد الزائد المستقل, التيار الزائد, والكشف عن الانفلات الحراري الذي يمكنه قطع الطاقة بشكل أسرع من نظام إدارة المباني نفسه, نظرًا لأن الهدف الأساسي من بعض الاختبارات هو دفع العبوة نحو حدودها عمدًا

عناصر الاختبار الأساسية لحزم بطاريات السيارات الكهربائية

1. اختبار القدرات والطاقة

دورة تفريغ شحن كاملة بمعدل C محدد (عادة ج/3) يقيس القدرة الفعلية القابلة للاستخدام (اه) والطاقة (كيلووات ساعة) ضد تصنيف الشركة المصنعة. هذا هو الاختبار الأساسي الذي تتم مقارنة كل القياسات الأخرى به تقريبًا, ويجب تكراره عبر درجات الحرارة وبعد التعتيق لبناء منحنى تلاشي القدرة الحقيقية.

المقاييس الرئيسية: سعة (اه), طاقة (كيلووات ساعة), كفاءة كولومبية.

2. المقاومة الداخلية / HPPC

يطبق توصيف طاقة النبض الهجين نبضات قصيرة عالية التيار (الشحن والتفريغ) في حالات الشحن المختلفة ويقيس استجابة الجهد, استخلاص المقاومة الداخلية والطاقة المتاحة في كل نقطة من نقاط SoC. هذا هو ما يحدد التسارع في العالم الحقيقي وقدرة التجديد - يمكن أن تتمتع الحزمة بسعة كافية ولكن لا يزال أداؤها ضعيفًا في توصيل الطاقة إذا كانت المقاومة الداخلية عالية جدًا.

المقاييس الرئيسية: المقاومة الداخلية للتيار المستمر (مΩ) مقابل. شركة نفط الجنوب, ذروة التفريغ/الشحن متاحة في كل شركة نفط الجنوب.

3. اختبار الملف الشخصي الحالي لدورة القيادة

بدلا من التفريغ المستمر الحالي البسيط, يقوم المقعد بإعادة عرض ملف التعريف الحالي الحقيقي أو الموحد (WLTP, US06, أو سجل محرك الأقراص الخاص بالعميل) مع الانتكاسات الحالية السريعة لأحداث ريجين. هذا هو الاختبار الذي يمارس في الواقع التفاعل بين وقت استجابة BMS, موازنة الخلايا, والإدارة الحرارية في ظل ديناميكيات واقعية - وهو نفس مبدأ اختبار دورة العمل على مقياس قوة المحرك, تطبق على الحزمة.

المقاييس الرئيسية: تبلد الجهد تحت ذروة التيار, BMS وقت الاستجابة المحدد الحالي, الارتفاع الحراري خلال قطاعات التيار العالي المستمر.

4. التحقق من صحة الإدارة الحرارية

مع وجود العبوة تحت الحمل داخل غرفة حرارية, يتحقق المقعد من نظام التبريد الخاص بالحزمة (السائل أو الهواء) يحافظ على انتشار درجة الحرارة من خلية إلى أخرى ضمن التسامح المتوازن لنظام إدارة المباني, ويؤكد أن منطق التخفيض الحراري يعمل فعليًا قبل أن تقترب أي خلية من حد الأمان الخاص بها.

المقاييس الرئيسية: أقصى دلتا درجة الحرارة من خلية إلى خلية, الوقت ل-derating-الزناد, فعالية نظام التبريد (تبدد ارتفاع درجة مئوية لكل كيلوواط).

5. التحقق من توازن الخلية

على مدى دورات متكررة, تنفصل الخلايا الفردية في العبوة عن بعضها البعض في حالة الشحن. مقاعد البدلاء يؤدي عمدا إلى عدم التوازن (أو يراقب تطوره على مدار دورة الحياة) والتحقق من أن دائرة التوازن السلبية أو النشطة في BMS تعيد الخلايا إلى حالة التسامح خلال عدد محدد من الدورات.

المقاييس الرئيسية: انتشار الجهد الخلية (بالسيارات) قبل/بعد الموازنة, موازنة التيار, الوقت للتقارب.

6. دورة الحياة / شيخوخة التقويم

ركوب الدراجات لفترات طويلة (آلاف الدورات) في ملف تعريف ثابت يتتبع تلاشي السعة ونمو المقاومة على مدار العمر - وهو الاختبار الذي يتحقق في النهاية من صحة مطالبة الضمان. لأن هذا الاختبار يستمر لأسابيع أو أشهر, يحتاج المقعد إلى العمل دون مراقبة من خلال الكشف الآلي عن الأخطاء وتسجيلها.

المقاييس الرئيسية: الاحتفاظ بالقدرة (%) مقابل. عدد الدورة, نمو المقاومة (%) مقابل. عدد الدورة, دورات ل 80% سعة (عتبة EOL المشتركة).

لماذا يحتاج هذا إلى الاتصال ببقية برنامج اختبار نظام الدفع

لا يتم إجراء اختبار حزمة البطارية الأكثر قيمة بشكل منفصل - فهو يستخدم نفس دورة العمل والمبادئ الرباعية التجديدية مثل اختبار المحرك والمحور الإلكتروني, لذلك يمكن إعادة تشغيل الملف التعريفي الحالي لدورة القيادة الحقيقية الذي تم التقاطه على مقياس قوة المحرك مباشرة على طاولة البطارية, والعكس صحيح. فرق تعمل بشكل منفصل, عادةً ما تكتشف برامج اختبار البطارية ومجموعة نقل الحركة غير المتصلة مشكلات التكامل (BMS الحالي يحد من طلبات عزم دوران وحدة التحكم في المحرك, على سبيل المثال) في الاختبار على مستوى السيارة - في وقت لاحق بكثير وأكثر تكلفة لإصلاحه مما لو كان مقعد البطارية يشغل نفس ملفات تعريف الحمل منذ البداية.

إذا كان فريقك يقوم ببناء التحقق من صحة حزمة البطارية إلى جانب اختبار المحرك أو المحور الإلكتروني, تحدث إلى فريقنا الهندسي حول تغيير حجم المقعد الذي يمكنه مشاركة ملفات تعريف دورة القيادة عبر كليهما.