本文討論了設(shè)計(jì)符合EV電池標(biāo)準(zhǔn)的車輛電池系統(tǒng)的不同因素。

對(duì)電動(dòng)汽車（EV）的需求不斷增加，制造商正在開發(fā)和發(fā)布更實(shí)惠的車型。設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車電池或電池管理系統(tǒng)（BMS）時(shí)，最重要的因素是安全性。安全是通過嚴(yán)格的法規(guī)和認(rèn)證共同在工業(yè)中追求的，并通過測試來確保。

在本文中，我們將對(duì)電池標(biāo)準(zhǔn)測試涵蓋電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的哪些因素進(jìn)行概括性介紹。

EV電池需要進(jìn)行全面測試，以確保其足夠安全用于商業(yè)用途。圖片由UL（Underwriter Laboratories）提供。

為何電動(dòng)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(shù)，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(chǔ)能力（由于使用反應(yīng)性金屬而導(dǎo)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(huì)釋放出大量氫氣，內(nèi)部短路引起的強(qiáng)烈熱量會(huì)點(diǎn)燃?xì)錃?，從而有效地產(chǎn)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(jī)制，以確保在任何情況下都不會(huì)點(diǎn)燃電池。

電動(dòng)汽車測試參數(shù)

與任何工程項(xiàng)目一樣，第一步是始終了解您的產(chǎn)品可以在其中生存的環(huán)境。

汽車工業(yè)非常嚴(yán)酷，因此在電池方面需要考慮哪些因素？

機(jī)械

由于車輪的不斷運(yùn)動(dòng)以及車輛可能接觸的不平坦表面，機(jī)械應(yīng)力和影響在汽車工業(yè)中非常重要。因此，電池系統(tǒng)必須能夠長時(shí)間處理這些劇烈振動(dòng)。車輛碰撞也是一個(gè)真正的威脅，任何經(jīng)歷此類事件的電池系統(tǒng)都必須能夠幸存或損壞。至關(guān)重要的是，施加在電池系統(tǒng)上的任何撞擊或壓力都不得引起火災(zāi)或泄漏爆炸性氣體。

溫度

雖然電動(dòng)汽車沒有引擎，但從電池汲取的大電流會(huì)導(dǎo)致溫度升高。但是，根據(jù)使用車輛的位置，這些電池也有望在極低的溫度下工作。但是，在寒冷的夜晚和炎熱的白天里，溫度也會(huì)每天發(fā)生波動(dòng)，這可能會(huì)導(dǎo)致需要考慮頻繁的熱應(yīng)力。如果將車輛放在陽光下而不使用，則設(shè)計(jì)人員可能需要考慮是否需要從未斷開的自動(dòng)冷卻系統(tǒng)。

電氣

在正常條件下，設(shè)計(jì)人員將能夠確定從電池到電動(dòng)機(jī)的電流消耗，從而確定電纜尺寸和保險(xiǎn)絲設(shè)置。但是，需要考慮許多可能對(duì)電池造成嚴(yán)重影響的其他電氣因素。其一，在充電和放電期間電池電壓的變化率會(huì)導(dǎo)致過熱。另一個(gè)要考慮的因素是電網(wǎng)故障期間主電源的電壓尖峰，這可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電池系統(tǒng)。

符合性測試的類型

監(jiān)管機(jī)構(gòu)規(guī)定了許多針對(duì)電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn)。在ISO出版了40標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋安全從單個(gè)元件一路攀升至V2X協(xié)議的水平。UL（Underwriter Laboratories）是另一個(gè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)，針對(duì)電池測試提出了編纂規(guī)則，其中包括涉及電動(dòng)汽車電池安全性的UL 2580，并提出了有關(guān)這些電池必須如何承受各種濫用行為的要求。

盡管有許多標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，但為電池安全而設(shè)計(jì)的測試都集中在確保EV電池能夠承受可能引起安全問題的各種環(huán)境和條件。

這些條件包括：

標(biāo)準(zhǔn)熱測試–在各種溫度下存儲(chǔ)等

熱濫用–承受突然的高溫等

熱冷卻損失–承受冷卻不足

機(jī)械振動(dòng)–承受車輛振動(dòng)

機(jī)械沖擊–承受突然的沖擊

機(jī)械撞擊和擠壓–測量電池在碰撞中如何應(yīng)對(duì)擠壓

機(jī)械穿透–承受穿透（例如，短電池）

電氣短路–處理短路

電氣過充–過度充電不會(huì)損壞電池或?qū)е鹿收?/p>

電動(dòng)放電–確定快速放電是否會(huì)因氣體積聚等導(dǎo)致?lián)p壞。

EMC敏感性–承受EM干擾源

高壓保護(hù)–防止突然的高壓

電氣關(guān)閉完整性–確保關(guān)閉隔離器正常運(yùn)行

電氣不平衡充電–確保在不平衡充電期間電池安全

環(huán)境–在海拔，濕度，濕度和火災(zāi)中生存

浸水–確保浸水期間電池安全

結(jié)論

制定標(biāo)準(zhǔn)以確保設(shè)計(jì)不僅使用通用的兼容硬件和軟件解決方案，而且確保它們滿足最低的安全級(jí)別。與引擎/燃油系統(tǒng)相比，電池系統(tǒng)更容易出現(xiàn)故障和損壞，因?yàn)樗鼈儗?duì)沖擊，振動(dòng)，溫度波動(dòng)和穿透非常敏感。因此，在安裝電池系統(tǒng)時(shí)必須遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，以確保即使在最惡劣的環(huán)境下也能保持安全。

編輯：jq