動力電池檢測要求，你get了嗎？
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，國家補貼政策的減少，對動力電池檢測的要求也越來越高。
2016年11月國家汽標委啟動了鋰離子動力電池強制性檢測標準（GB）的制定工作，2017年3月形成鋰離子動力電池強制性檢測標準（GB）的草案，預(yù)計9月份會發(fā)布一個征求意見稿。制定新國標的目的就是為了進一步嚴格要求新能源汽車上用的動力電池。
圖1
動力電池及電池系統(tǒng)檢測要求主要分為：機械安全性、環(huán)境安全性與電性能安全性。其中，機械安全分為振動、機械沖擊、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓等；環(huán)境安全性包含溫度沖擊、濕熱循環(huán)、海水浸泡、外部火燒、鹽霧、高海拔；電性能安全性涉及過溫保護、短路保護、過充電保護、過放電保護。
近期，在重慶舉辦的“關(guān)鍵零部件可靠性、安全性及降成本技術(shù)創(chuàng)新路線”的主題論壇上，國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心新能源汽車中心主任凌澤就“電動汽車動力電池檢測探討”發(fā)表了主題演講，就國家標準對新能源汽車動力電池的檢測要求進行了解析。
圖2
1、在安全性方面，單體和模塊在跌落、過放、海水浸泡、溫度循環(huán)和低氣壓的檢測中出現(xiàn)問題的概率較小，出現(xiàn)問題較多的是過充、短路、針刺和擠壓、過熱，特別是電池模塊。電池包主要是振動擠壓、海水浸泡和鹽霧容易出問題。
2、新的補貼方案對能量密度的測試有要求，可以允許有單包、系統(tǒng)做檢測，但必須帶高壓線和連接線，所以凌澤建議企業(yè)選擇用系統(tǒng)檢測。
另外補貼還有快充倍率的要求，允許用單包，也可以允許用系統(tǒng)進行試驗。單包測的時候，并聯(lián)方式情況下，容量相同的可以用單包代表系統(tǒng)，如果不同的，取單包當中能量密度最低的一個來替代整個系統(tǒng)，同時還有一個要求，總的容量誤差為±5%和質(zhì)量誤差±5%，整車廠申報和電池系統(tǒng)企業(yè)申報的誤差總能量±5%。凌澤建議，整車廠要和電池系統(tǒng)廠溝通好，千萬不要出現(xiàn)誤差。另外還有一個參數(shù)叫單元的型號，因為系統(tǒng)測試里面，單元型號是沒有的，所以可能會出現(xiàn)不一樣?xùn)|西。因此，凌澤強調(diào)，企業(yè)在申報時電池包里的控制單元最好跟整車申報要一致。
3、電動客車方面涉及熱失控與熱失控擴展。熱失控最小控制單元容易通過，多元復(fù)合鋰、圓柱電池不易通過。熱失控擴展有三種方式，加熱、過充與針刺，鈦酸鋰不易通過。
凌澤表示，目前轎車和物流車兩類車型為了考慮能量密度，大量采用三元材料，但三元材料要做熱失控擴展，可能是相當困難的。所以他建議企業(yè)要做兩手準備，如果出臺新標準，要求所有車型都要進行熱失控擴展試驗，很多車型要推倒重來。
4、在系統(tǒng)方面，成組的結(jié)構(gòu)合理性和可靠性有待進一步提高，因為在結(jié)構(gòu)安全上出的問題相對來說比較多。
5、目前電動汽車上主要采用風(fēng)冷、水冷、油冷幾種冷卻方式。凌澤表示，客車上也有采用風(fēng)冷的，但理論上是不符合要求的。
6、凌澤表示，由于能量密度的原因，目前的車輛上基本上都不會加熱管理系統(tǒng)。但國家為了提高補貼門檻，增加了一些要求，電動客車必須要達到IP67標準和熱管理系統(tǒng)。他建議，在以后沒有補貼的情況下，企業(yè)可考慮在電池系統(tǒng)里增加一個熱管理系統(tǒng)，可以保證讓電池在一個比較適宜溫度工作，比如25—35度之間正常使用，另外可以縮小電池包之間的溫度差。他表示，溫度控制好后，安全性、可靠性都得到保障，實用性也很好，冬天加熱，夏天降溫，這樣一來電動汽車基本上在每個角落都可以使用。
CAE在動力電池檢測中的應(yīng)用
CAE-計算機輔助工程(ComputerAidedEngineering)，指用計算機輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等。而CAE軟件可作靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，動態(tài)分析；研究線性、非線性問題；分析結(jié)構(gòu)（固體）、流體、電磁等。通過CAE技術(shù)仿真模擬動力電池在產(chǎn)品周期中各項可靠性參數(shù)的變化，為優(yōu)化動力電池模組結(jié)構(gòu)提供依據(jù)，通過與實際測試數(shù)據(jù)的比對，為提高動力電池包可靠性起到重要作用。其中，CAE仿真技術(shù)在電池組的仿真分析上，主要有以下幾個方面：
（1）電池組熱管理：根據(jù)溫度場分布設(shè)計散熱系統(tǒng)；
（2）電池的機械性能分析：碰撞，碾壓，針刺對電池的影響；
（3）電池的電性能分析：過充/過放，大電流，充/放，外部短路對電池的影響；
（4）噪聲、振動和聲振粗糙度分析：流動噪聲，結(jié)構(gòu)振動；
（5）結(jié)構(gòu)的耐久性分析。
圖3
新能源汽車的發(fā)展最重要就是取決于動力電池包技術(shù)的更新，工程師在研發(fā)環(huán)節(jié)引入先進的CAE仿真技術(shù)，來替代傳統(tǒng)的反復(fù)使用物理樣機驗證方法，幫助工程師在汽車物理樣機制造之前，就能夠有效地評估多個供選方案，進行許多假設(shè)分析研究，在前期就進行快速優(yōu)化設(shè)計，以避免在產(chǎn)品開發(fā)的后期發(fā)生意外和問題。
利用CAE技術(shù)對動力電池進行仿真模擬測試，必將極大地推動動力電池的技術(shù)革新！
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