动力电池pack包测试新能源汽车的动力电池PACK包,是一个集机械、电气、传热和电化学等多领域知识于一体的复杂系统。它涵盖了箱体机械总成、电池模组、高低压电气系统、BMS管理系统以及热管理系统等多个组成部分。在PACK包的测试过程中,我们主要关注电气安规性能、BMS功能、电气元器功能,同时还会进行系统电化学性能的测试、等电位测试以及直流电流、交流电流等各项测试。
根据PACK上盖的装配状态,测试工序可分为封盖前和封盖后两个阶段。封盖前的测试工作主要集中在电气安规测试上,特别需要注意的是,在耐压测试时,应确保BMS接插线束处于拔开状态,以防止耐压测试过程中可能对BMS电路板造成的损坏。封盖后的测试则包括EOL静态测试、EOL动态测试、容量测试以及容量调整等多个环节。为了确保现场作业人员的安全,所有涉及PACK高压继电器吸合状态的测试都必须在封盖后进行。一、动力电池pack包测试的方法与目的动力电池pack包的测试,旨在全面评估其电气性能、安全可靠性以及系统稳定性。通过一系列严谨的测试流程,我们可以确保pack包在实际使用中能够表现出色,为新能源汽车的安全、高效运行提供有力保障。1、短路侦测的目的是在动力电池pack包上电测试前,预先检测是否存在连接短路的风险,从而避免在高压上电后可能发生的安全事故。其测试方法是在继电器未吸合的状态下,利用万用表测量CHG+,CHG-与壳体之间的电压,以确保安全。
2、继电器功能测试的目的是验证继电器的安装是否正确,低压驱动是否正常,以及高压极性是否准确。测试时,需要闭合每个回路对应的正负继电器,并使用万用表测量对应回路的实际电压,以判断继电器的工作状态。
3、高压互锁测试的目的是检查高压连接器的高压互锁回路是否正常工作,同时确认软件系统无误报情况。测试过程中,需要分别在拔掉一个高压接插件和插上所有高压插头的情况下,查看上位机上的高压互锁状态,以评估系统的稳定性和安全性。4、内阻测试旨在测量动力电池pack包的内部电阻,从而判断电芯或模组之间的连接是否良好,是否存在焊接缺陷。测试时,通常在电芯来料状态为30%SOC的情况下,对pack进行1C放电持续10秒,并计算第10秒时的直流内阻(DCR)值。DCR值的计算采用公式DCR=ΔUsum/I,其中ΔUsum代表放电前后Usum值的差,I为测试时所施加的电流。电池内阻,即电流通过电池时所遭遇的阻力,涵盖了欧姆内阻、极化内阻和纯电阻等多个方面。欧姆内阻(RΩ)则进一步细分为离子电阻、电子电阻和接触电阻等成分。)离子电阻:锂离子在电池内部传输时所遭遇的阻力,主要受到正负极材料、隔膜以及电解液特性的影响。)电子电阻:电子在传递过程中所受到的阻力,它受到活性物质与集流体接触状况、活性物质本身的特性、极板设计参数以及集流体基材的影响。)接触电阻:这主要是由于活性物质颗粒间以及活性物质与集流体间的接触所产生。其大小主要受到正负极浆料的粘接性能的影响。
此外,电池的阻抗还包括界面阻抗、电荷转移阻抗和扩散阻抗等多个方面。)界面阻抗:这是指锂离子在穿越SEI膜时所遭遇的阻力。)电荷转移阻抗:它体现了界面对离子的吸附能力,以及电荷转移过程中离子在界面上发生电化学反应的能力。)扩散阻抗:这是锂离子在活性物质和电解液中扩散时所受到的阻力。
另外,电池的极化内阻包含欧姆极化、电化学极化和浓差极化三个部分。)欧姆极化:当外电流通过时,由于欧姆内阻的存在,局部电荷会堆积,导致电流表现超出欧姆电阻所提供的阻力。)电化学极化:在电极表面发生反应时,电子的传输速度可能会快于电化学反应的速度,从而造成电子的堆积。)浓差极化:由于离子传输的速度低于电极表面和固体相中的反应速度,会产生浓度差异,这是物质传递过程中所导致的现象。
此外,BMS绝缘测试旨在验证BMS绝缘监测功能的正常性。目前,在线测试设备对电动汽车绝缘电阻的检测通常采用两种方法:一是通过信号注入方式测量,即向电池系统注入特定频率的直流电压信号,并计算反馈的直流信号以得出绝缘电阻;另一种则是采用外接电阻切换方法,通过测试系统切换外接电阻的通断来检测整车绝缘电阻。
另外,BMS电流精度测试的目的是验证PACK包内部电流采集传感器的准确性。在PACK设计时,通常会选用分流器或磁通门传感器作为电流信号采集元件。测试时,需按照标准充电电流进行充电,并截取同一秒内BMS电流和充放电测试设备的采样电流值,记录其差值∆I充电值。通过对比PACK内部电流传感器精度与设备电流的差值绝对值,即可完成电流精度测试。
二、动力电池PACK包等电位测试原理与目的动力电池pack包电路中,高压元件可接触部分的金属外壳与车身未进行等电位线连接。一旦发生漏电,电流可能会通过人体流过,造成接触人员受伤。因此,进行等电测试的目的是为了降低这一风险。电池PACK壳体上所有可接触的导电金属部件,例如盖板、支架、水冷管等,都必须与壳体保持等电位连接。这种连接可以通过焊接、压接、螺栓连接等方式实现。若采用压接或螺栓连接,则接触面不得进行喷漆或绝缘处理,以确保接触阻抗在可接受范围内。在PACK的生产过程中,会通过测量PACK上盖与下壳体或PACK等位线与壳体之间的连接阻抗,来确保系统对人体的安全性。