摘要：在概述新能源汽车电池电机电控专项检测标准的基础上，以某型锂离子动力电池、电机及控制器为例，对其试验检测技术进行介绍，并指出在试验检测中需要注意的问题，最后还提出了磷酸铁锂电池热管理系统开发相关问题，为新能源汽车电池电机电控检测提供参考依据。
关键词：新能源汽车；电池电机电控；检测问题
1导言
随着当前新能源汽车产业的迅猛发展，与新能源汽车产品相关的标准体系、试验检测等问题也越发凸显。电池电机电控作为新能源汽车的关键零部件，其试验检测技术在新能源汽车企业中受到高度重视。因此，概述新能源汽车电池电机电控专项检测标准，并在此基础上介绍其试验检测技术，指出在试验检测中需要注意的问题，为国内新能源汽车企业开展相关试验检测提供技术支撑，有利于规范和推动电池电机电控技术的发展。
2新能源汽车电池电机电控检测策略
2.1新能源汽车电池检测
在进行新能源汽车电池检测中，常温放电容量和高温放电容量一般不会出现任何问题，可以保持较高的恢复能力与荷电稳定能力，问题出现频率较高的是低温放电容量，在较低的温度环境下，受电池材料的影响，其活跃性降低所引发一系列带电流问题，造成电流极化现象。对此，在实际检测中，要求低于零下20摄氏度的单体电池容量要高于70%以上的额定值，结合低温放电性能曲线研究，实时监测新能源汽车电池低温环境下的放电容量，使其满足额定值标准，将其控制在规定指标可允许范围内，进而提高新能源汽车电检测质量。在电池安全性能方面，例举3.2V、120Ah锂离子动力电[2]，单体电池能量约为384Wh，结合能量理论，计算单体电池能量约为4.2kJ/g炸药能量，考虑到电池典借燃烧和正极活动物质能量，若五个单体电池串联在一起，即为1645gTNT炸药能量总和。对此，在实际检测中，要考虑到单体电池和模板电池短路安全检测，合理调整检测温度，防止检测温度过低造成电容量过小问题，保证检测效果和检测质量。
2.3新能源汽车电机电控检测
在进行新能源汽车电机电控检测中，重视电磁兼容性能，为了避免电磁兼容问题的形成，新能源汽车电机和相关控制装置要满足规定指标，符合电磁辐射抗骚扰技术要求，并结合现有检测资源开展电机电控电磁抗干扰实验，以电磁兼容性能指标的检测标准，从电机电控的关键部件入手，由个体到整体，从根源上杜绝电磁兼容问题，进而提高新能源汽车电机电控检测的综合质量水平。同时，制造企业和电机企业要签订技术协议，共同合作和协商，制定新能源汽车电机电控检测考核指标，结合电机工作制开展电机电控耐久性实验，明确电机电控的实际运行功能，达到电机电控检测的目的。除了耐久性实验之外，检测人员要考虑电机电控其他运行性能的检测，制定完善的检测方案，落实电机电控防护等级、过载能力、再生回馈特性以及最高工作转速等检测内容，结合现行标准制定明确检测要求，使其符合电机电控产品指标，为电机企业质量控制措施的实行打下坚实的基础。
3磷酸铁锂电池热管理系统开发
下面通过应该在某插电式混合动力汽车中的40Ah磷酸铁锂电池的热管理系统为案例，通过模拟不同的整车工况，对冷却系统运行特性、控制目标和策略等进行探讨。
3.1系统架构
水冷式电池冷却系统采用冷却液（50/50水/乙二醇）将电池热量，经电池冷却器传递至空调制冷剂系统，并通过冷凝器传递至环境中。电池进口水温经过电池冷却器换热后容易达到较低的温度，可调节电池在最佳工作温度范围内运行，如图1所示。
图1水冷式电池冷却系统原理
3.2冷却运行特性
在实验准备阶段，为了使得电池充满电量并能够达到一定起始电池温度，采用充电、充-放电以及环境温度舱升温等不同方式。根据电池产热行为分析，在这个过程中，电化学反应热和焦耳热占主导，伴随着副反应热和电极极化热以及外界传热等形式，将电池加热到恶劣起始工况；在试验阶段，研究冷却过程的启动、运行特性，掌握电池的降温速率、影响因素及温度分布等。对于电池的负载工况，根据整车适用环境、目标市场、行驶模式、热管理需求等制定，可以分恶劣家是工况、普通驾驶工况等分别对电池热管理系统的冷却特性进行考察。本文将以热启动、NEDC（新欧洲驾驶循环）、低速爬坡三种工况为例进行分析。
3.2.1热起动
假定在夏季高温环境下，车辆静态停置后利用充电站或家庭用电为电池进行预冷却，以便车辆行驶时充分利用电池满电量。此工况未对乘客舱制冷，只是针对电池自身的冷却降温，用于探究电池的降温速率、内部温差、水温变化状态等。为保证压缩机吸气压力，将压缩机转速调节到最低转速1200r/min。冷却过程冷却液温度为10~15℃，经过75min，电池最大温度从45℃降低到30℃，而电池最低温度提前25min即可达到，这主要是源于电池组内的温度不一致性的存在。而随着冷却过程不断进行，电池间的温差也逐渐显出扩大趋势，如1200s的2℃，4800s处的7℃，但此后水温也基本稳定，温差也相对比较小，也说明电池模块内部以及模块与冷却板之间的传热基本平衡，从而达到稳定状态。
3.2.2NEDC工况
在普通行驶工况下，电池冷却需求和乘客舱制冷需求可能同时存在，一方面维持电池正常工作，另外也要满足乘客的舒适性，空调系统处于双蒸模式，系统负荷较大，可以考察该工况下的电池冷却效果。在双蒸工况下压缩机按照最大转速运行，电流变化曲线以及温度变化曲线可以看出，冷却液温度迅速下降，15min后可接近10℃；约在44min后，电池最高温度从36℃下降到30℃，在此工况下，电池既要满足动力输出，也要给压缩机提供电力；此后，切断冷却器，电池冷却停止，冷却液温度回升，但电池温度仍维持下降趋势，因为冷却板表面与电池之间仍然存在温度梯度和传热行为，下降速率也逐渐放缓。
3.2.3低速爬坡工况运行
从低速50km/h爬坡为模拟工况，压缩机以最高转速运行，电池SOC（stateofcharge）在21min内下降到15%后停止放电，此后以满足压缩机运行的功率对电池充电。因为该工况属于极恶劣的驾驶条件，在纯电动模式下应能够保证在行驶过程中电池能满功率输出，从而不影响正常驾驶。其中，电池最高温度从起始36℃左右持续上升接近45℃，在满功率输出的温度要求之内。
4结语
随着国家及地方政府对新能源汽车产业扶持力度的持续加大，电池电机电控的标准体系势必会更加完善，其试验检测技术也会有相应的发展和进步。国内相关企业应继续加大研发力度，不断提高产品质量，增强产品的市场竞争力。国家客车质量监督检验中心具备良好的试验检测条件。愿意为新能源汽车相关企业提供试验检测服务，以共同促进中国新能源汽车产业的长足发展。同时，对于磷酸铁锂电池热管理系统开发问题，应该从战略高度将电池设计和热管理系统开发相互结合，进行内、外热管理同步开发，这样才能更好适应整车应用和开发，即能节约整车成本，又能降低应用难度和开发成本。
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论文作者:高文武
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/8
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