電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)檢測(cè)方法分析

于海清

摘要：目前，國內(nèi)外大力發(fā)展電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)，因此作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵組成部分的動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作原理有別于傳統(tǒng)車輛，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器特有的性能參數(shù)是影響整車性能的關(guān)鍵。因此，進(jìn)行電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)檢測(cè)是電動(dòng)汽車開發(fā)中必不可少的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;動(dòng)力系統(tǒng);檢測(cè)方法

引言

與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車真正做到了零排放、低噪聲，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)，逐漸取代了傳統(tǒng)汽車，是未來最理想的交通運(yùn)輸工具。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)主要來源于動(dòng)力系統(tǒng)的支持，而該系統(tǒng)的運(yùn)行離不開動(dòng)力電池，因此傳動(dòng)系統(tǒng)和電池在一定程度上影響著電動(dòng)汽車的發(fā)展。

1電源系統(tǒng)的檢測(cè)方法

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，是能量的存儲(chǔ)裝置，也是電源系統(tǒng)的重要部件。了解動(dòng)力電池的多種性能對(duì)于在電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)制造和使用中的選用具有重要幫助。動(dòng)力電池的檢測(cè)內(nèi)容主要有充放電性能測(cè)試、電池容量的測(cè)定、電池循環(huán)次數(shù)的測(cè)試、電池內(nèi)阻測(cè)定及安全性測(cè)試等多項(xiàng)內(nèi)容。

1.1電池充放電性能測(cè)試

電池充電過程中的主要參數(shù)，包括充電接受能力及充電的最高電壓，電池充電測(cè)試的基本電路由電源、電流電壓檢測(cè)設(shè)備、控制設(shè)備及技術(shù)設(shè)備等組成，也可以利用電池的性能測(cè)試儀進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。

充電接受能力一般用充電效率表示，充電效率是指在充電時(shí)充入電池的電能和所消耗總電能的比例，通常來說充電初期效率高，充電后期因?yàn)殡姌O極化的因素，充電效率低。充電的最高電壓較低時(shí)，則表明電池在充電時(shí)極化較小，充電效率高，使用壽命更長，電壓較高時(shí)則相反。

在測(cè)量時(shí)一般每隔一定時(shí)間測(cè)量一次電池電壓，直到電壓第一次低于規(guī)定終止電壓，對(duì)于放電時(shí)間，則按電池開始放電至電壓降到終止電壓時(shí)的累計(jì)時(shí)間計(jì)算，若最后兩次測(cè)得的電壓值，一次高于終止電壓，另一次低于終止電壓時(shí)，則放電時(shí)間可用線性插值法取得。

1.2電池循環(huán)次數(shù)測(cè)試

我國電動(dòng)道路車輛用蓄電池標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于鉛酸蓄電池來說，其循環(huán)壽命≥400次。

對(duì)于不同類型的電池循環(huán)壽命的測(cè)試規(guī)定是不同的。可以采用快速檢測(cè)方法，以Ni-MH電池為例，一個(gè)單體Ni-MH電池，標(biāo)稱容量為1200mA·h，進(jìn)行快速循環(huán)壽命測(cè)試的循環(huán)條件為1200mA充電75min，充電結(jié)束條件為電壓降為10mv、擱置10min后，再以1200mA放電到1.0V，擱置10min，這樣反復(fù)循環(huán)，直到容量衰減至其標(biāo)稱容量的80%，同時(shí)記錄其第30min的放電電壓值。

1.3電池內(nèi)阻的測(cè)定

電池內(nèi)阻大小隨著電池類型不同而不同，如Ni-MH電池的內(nèi)阻通常為15～50mΩ，鉛酸蓄電池的內(nèi)阻為10mΩ。

對(duì)于電池內(nèi)阻來說，它與普通元件的電阻是不同的，電池是有源元件，在實(shí)際的檢測(cè)中多用專門內(nèi)阻儀進(jìn)行阻值的檢測(cè)，常見的內(nèi)阻檢測(cè)儀的原理是采用交流法。其把電池等效于一個(gè)有源電阻，給被測(cè)電池通以恒定交流電流（通常為1000Hz、50mA），然后對(duì)其進(jìn)行電壓采樣、整流濾波等一系列處理，從而測(cè)得比較精確的內(nèi)阻。

1.4安全性測(cè)試

根據(jù)國家技術(shù)安全法規(guī)定，電池的安全性能測(cè)試內(nèi)容包括耐過充、過放能力、短路、耐高溫、鉆孔試驗(yàn)、力學(xué)性能等測(cè)試。

（1）耐過充、過放能力的測(cè)試在過充、過放情況下，密封的電池內(nèi)氣體過度累積，內(nèi)壓升高，如果超過設(shè)計(jì)極限，會(huì)發(fā)生爆裂，危及人身安全，這是不允許的。在電池設(shè)計(jì)中，通常采用負(fù)極過量的方式來避免氣體在電池內(nèi)部過度累積，在正極中加入反極物質(zhì)，進(jìn)行反極保護(hù)。

測(cè)試電池的過充、過放能力，通常采用過放電和過充電法。過放電和過充電法試驗(yàn)環(huán)境溫度為（25±5）℃，先以I1（A）電流進(jìn)行放電，當(dāng)某一電池達(dá)到放電終止電壓（2.52V）時(shí)，應(yīng)該使用電池廠家提供的專用充電器，充電至充電終止電壓（4.2V）;再以I1（A）電流放電90min，觀察1h;最后，電池用I1（A）電流恒流充電至電壓達(dá)到企業(yè)技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓的1.5倍，并觀察1h。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定經(jīng)過以上兩種試驗(yàn)后電池不得出現(xiàn)漏液、放氣、爆炸、起火和產(chǎn)生明顯形變等異?，F(xiàn)象。

（2）短路測(cè)試在短路測(cè)試時(shí)，電路可能會(huì)出現(xiàn)噴濺、泄漏等情況。一般應(yīng)有較好的防護(hù)措施。常見的測(cè)試條件是將電池充足電，在室溫下將電池兩極短接1h，允許有泄漏發(fā)生，但電池不能起火或爆炸。

（3）耐高溫測(cè)試通常耐高溫測(cè)試溫度分為高溫、低溫兩個(gè)階段，高溫區(qū)測(cè)試即投入火中進(jìn)行測(cè)試。低溫區(qū)包括兩種方法：一是將要測(cè)試的電池充滿電后投入沸水中并保持2h，電池必須無爆炸和泄漏;二是將充滿電的電池放人150℃的恒溫箱中保持10min，電池必須無爆炸和泄漏。

（4）鉆孔試驗(yàn)在受到外界尖銳物體的沖擊時(shí)，電池可能會(huì)被刺破外殼，如果刺入物是金屬，則正負(fù)極會(huì)短路，帶來一定的危險(xiǎn)。應(yīng)進(jìn)行鉆孔試驗(yàn)，鉆頭通常為導(dǎo)電性的。測(cè)試條件：鉆頭直徑為1.0mm，徑向鉆穿，允許電池有漏液發(fā)熱，但不允許爆炸。由于此試驗(yàn)屬于破壞性試驗(yàn)，要有安全措施和設(shè)備，保證安全。

（5）力學(xué)性能測(cè)試常用的力學(xué)性能試驗(yàn)有碰撞試驗(yàn)與振功試驗(yàn)。在（25±5）℃條件下，將電池從1.2m高度上跌落至水泥地面。觀察電池是否發(fā)生電解液泄出、爆炸情況，并不產(chǎn)生明顯的形變?nèi)毕荨?/p>

2驅(qū)動(dòng)電機(jī)檢測(cè)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組檢測(cè)：將檢測(cè)儀上的電機(jī)線圈端的三個(gè)線夾分別接在電機(jī)的三根相線上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，三個(gè)信號(hào)燈輪流閃爍即為正常，若出現(xiàn)不亮的則此繞組即為有故障。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)霍爾檢測(cè)：將檢測(cè)儀上的電機(jī)霍爾線端接到電機(jī)的霍爾線上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，三個(gè)信號(hào)燈應(yīng)有亮滅變化，若出現(xiàn)常亮或者某一個(gè)不亮則表明有故障。

電機(jī)的相位角檢測(cè)：一般通過儀器上的60°和120°燈進(jìn)行判別區(qū)分。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)相序檢測(cè)：以60°電動(dòng)機(jī)相序檢測(cè)為例，用霍爾檢測(cè)儀的六芯插頭連接好電動(dòng)機(jī)的六芯插件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的5線為紅、黑、藍(lán)、綠、黃五種顏色，除了紅、黑引線必須正確連接之外，其他引線可以隨意連接。然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，當(dāng)看到檢測(cè)儀的第二排二個(gè)指示燈交替發(fā)光，從左到右HA、HB、HC三個(gè)指示燈的狀態(tài)變化在100-110-111-011-001-00六個(gè)狀態(tài)循環(huán)。若狀態(tài)變化順序相反，則隨意換掉藍(lán)、綠、黃中的任意兩根引線，這時(shí)再進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可看到從左到右HA、HB、HC三個(gè)指示燈的狀態(tài)變化為正確狀態(tài)。這時(shí)檢測(cè)儀的藍(lán)、綠、黃三根細(xì)線的正確順序狀態(tài)對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三根細(xì)線的顏色順序，此顏色順序即為霍爾HA、HB、HC的相序

結(jié)束語

隨著電動(dòng)汽車的技術(shù)發(fā)展，對(duì)于電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的檢測(cè)方法將會(huì)越來越簡單化、合理化、智能化。電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作原理有別于傳統(tǒng)車輛，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器特有的性能參數(shù)是影響整車性能的關(guān)鍵。

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