动力电池电学性能综合试验台用途及测试功能:
1.1用于电动汽车用动力电池包性能及可靠性测试,可完成表1所列项目的测试,还可用于动力电池及电池管理系统的研发、匹配等试验。该测试试验系统执行标准:
1)GB/T 31467.1-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第 1 部分:高功率应用测试规程》
2)GB/T 31467.2-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第 2 部分 :高能量应用测试规程》
3)GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第 3 部分:安全性要求测试方法》
4)GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》
5)GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》
6)GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》
表1
序号 |
试验类型 |
试验项目 |
依据标准 |
1 |
基本性能测试 |
容量和能量测试 |
GB/T31467.1-2015:7.1 GB/T31467.2-2015:7.1 |
功率和内阻测试 |
GB/T31467.1-2015:7.2 GB/T31467.2-2015:7.2 |
||
无负载容量损失 |
GB/T31467.1-2015:7.3 GB/T31467.2-2015:7.3 |
||
存储中容量损失 |
GB/T31467.1-2015:7.4 GB/T31467.2-2015:7.4 |
||
高低温启动功率 |
GB/T31467.1-2015:7.5 |
||
能量效率测试 |
GB/T31467.1-2015:7.6 GB/T31467.2-2015:7.5 |
||
荷电保持与容量恢复能力 |
GB/31486-2015: 6.3.10 |
||
2 |
安全性测试 |
过温保护 |
GB/T31467.3-2015:7.13 |
过充电保护 |
GB/T31467.3:7.15 |
||
过放电保护 |
GB/T31467.3:7.16 |
||
3 |
循环寿命测试 |
室温容量和能量 |
GB/T31484-2015:6.2 |
室温功率 |
GB/T31484-2015:6.3 |
||
标准循环寿命 |
GB/T31484-2015:6.4 |
||
工况循环寿命(功率型/能量型) |
GB/T31484-2015:6.5.1、6.5.2、 6.5.3、6.5.4 |
||
4 |
研发测试 |
动力电池高速电流脉冲试验 |
|
电流阶梯或斜坡试验 |
|||
电压阶梯或斜坡试验 |
|||
电池温度测试 |
|||
5 |
电动汽车用电池管理系统 |
状态参数测量精度 |
QC/T 897-2011 |
SOC估算精度 |
|||
电池故障诊断 |
|||
过电压运行 |
|||
耐电源极性反接性能 |
1.2具备工况模拟功能,可根据工况数据及车载记录数据(设置不同的电压、电流、功率、SOC、内阻等参数)文件转换为模拟/仿真测试程序,对电池包进行标准工况测试。
1.3具有电池模拟器功能,用于电动汽车用电机及其控制器的性能、耐久及控制策略开发验证试验中替代动力电池总成,双向恒压源,可供电,并可吸收电流,将电能反馈交流电网。
试验台技术规格及主要配置:
2.1 试验台基本规格:
2.1.1 具有强大的电压和电流和电源功能,可以满足驱动系统和能量存储设备等的开发需要。可用于测试、仿真或模拟纯电动(EV)及混合电动车(HEV)等的能量存储和驱动系统组件。
2.1.2 具备辅助电压测量通道、辅助温度测量通道和CAN-bus通讯等扩展功能。
2.1.3通过CAN与动力电池BMS管理系统进行通讯,参与动力电池系统的测试。
2.1.4 主通道2个。
2.1.5 辅助电压测量通道96个。
2.1.6 辅助温度测量通道96个。
2.1.7 电压测量装置:准确度不低于0.5级,其内阻至少为1kΩ/V。
2.1.8 电流测量装置:准确度不低于0.5级。
2.1.9 温度测量装置:具有适当的量程,其分度值不大于1℃。标定准确度不低于0.5℃。
2.1.10 计时器:按时、分、秒分度,准确度为±1%。
2.1.11 电器柜底部有万向脚轮,便于移动。
2.2 系统构成
测试系统由能量转换回路及数据采集与处理的实时计算机控制系统构成的网络集成,各组下位机硬件(测试回路与数据采集)通过以太网与上位机相连。数据采集系统采集各个电池模块/单体的电压和温度,并测量总电流/总电压等,数据存放于数据库中,可以出分析报表或Excel格式数据等。各组硬件之间可以通过局域网或互联网连接。
系统具有回馈电网的仪器设备或功能,要求对公司内部电网及外部电网无污染,能够实现能量高品质双向流动,放电能量高品质回馈电网,具有如下特点:
1、高效、节能、对电网无污染;
2、高速动态响应及转换,满足高标准实测工况模拟测试需求;
3、输出纹波小,测试过程中对锂电池不会造成伤害。
2.3 系统的可扩展性
考虑到用户对电动汽车动力电池测试系统将来的扩展需求,除了额定电流/电压/功率外具有较好的灵活性,便于用户将来可能的系统扩展和调整。 例如:
2.3.1 CAN通讯接口扩展;
2.3.2 上位机软件管理系统具备管理多台电池测试设备的预留接口;
2.3.3 可以增加控制温控箱、高温高湿箱等;
2.3.4温箱的通讯协议由招标方提供。
2.4 系统配置
2.4.1 计算机硬件
工控机采用当前市场主流品牌机型,主频、CPU、硬盘、内存、数据采集卡、显示器等配置满足用途和功能。
2.4.2电池包测试软件可以在市场主流工控操作系统环境下运行,包括:用户操作软件,实时绘图数据处理软件和数据处理软件等;采用正版操作系统和办公处理软件。
2.4.3测试软件具有下列功能,可满足各种标准动态测试程序及用户自定义测试程序,以满足对EV/HEV电池测试需要。
2.4.3.1 恒电流充、放电;
2.4.3.2 恒电压充电;
2.4.3.3 恒功率放电;
2.4.3.4 恒定负载放电;
2.4.3.5 快速放电;
2.4.3.6 电流阶梯或斜坡;
2.4.3.7 电流脉冲充放电;
2.4.3.8 可任意编程控制,每一种测试的截止条件包括但不仅限于:测量值(电压,电流,时间,温度等),积分值(能量,容量,半循环数据)和微分值(V/δt, T/δt) ;
2.4.3.9 数据记录模式:可设时间、dV、dI、dT、dAh、dWh、dP的变化等;
2.4.3.10 数据格式:把生成原始数据转换成Excel或Accress数据库格式等;
2.4.3.11 实时绘图功能:实时图形处理软件,便于在实时绘图方式下制作各种形式的数据分析及研究报告,可监测测试的变化过程;
2.4.3.12 测试条件更改:测试过程中可以随时更改尚未执行的下一步流程。
2.4.3.13 系统具有控制功能、数据实时显示功能、数据实时记录功能、数据自定义存储功能,数据后处理功能等;
2.4.3.14 具有实时图形显示,运行进程记录器,层次清晰的多坐标曲线图形,如电压、电流、SOC、时间等关系图;
2.4.3.15 可实现自编程工况运行,系统参数(包括采集参数和 CAN 信息)可作为工况控制的设定值;
2.4.3.16 设备本身带有校准功能:可校准主通道的电压、电流、辅助电压和辅助温度。
2.4.3.17曲线与查询功能:
2.4.3.17.1系统能够实时显示并保存温度、总电压、总电流及时间、累计循环次数,并能够计算容量、安时、瓦时、充放电效率、ΔV/Δt、ΔI/Δt等;
2.4.3.17.2数据记录表包含时间、过程时间、电压、电流、温度、实际容量、阶段容量、内阻、能量等;
2.4.3.17.3数据记录表应能单独生成程序工步开始、跳转、结束等时刻的时间、电压、电流、温度、阶段容量等信息;
2.4.3.17.4电流放电过程中的数据显示为负值,充电过程中的数据显示为正值;设备每个通道的测试数据可单独保存或查看,充电、放电及暂停等工艺步骤标应能以不同颜色或其他形式区分;
2.4.3.17.6同一个项目数据保存时,所有数据可一次性保存在一个文件中;
2.4.3.17.7具有历史数据查询功能,按照时间段、项目名称等实现数据查询;
2.4.3.17.8曲线种类 X坐标:总时间、充电时间、放电时间、容量、能量、循环序号等;Y坐标:总电压、总电流、容量、能量、功率、单体电压、单体温度。
2.4.4 测试软件系统有用户自定义功能:用户可以自定义设定试验步数、工况点、测试参数、采集时间、文件存储路径、文件存储名称、保护限值等参数;程序编辑器让用户在视窗界面下编辑程序,无需编程语言的使用经验。
2.4.5 安全保护功能
2.4.5.1 全过程的限制保护条件;
2.4.5.2工控机的看门狗安全保护;
2.4.5.3 硬件具有紧急停止功能;
2.4.5.4 输入保护:欠压、过压、过流、缺相、过载、超温停机保护报警;
2.4.5.5 输出保护:过压、过流、过载。
2.5 试验台主要技术参数:
序号 |
测试项目 |
技术参数 |
1 |
设备交流输入 |
380V±10% 频率50Hz±3Hz |
2 |
主通道数量 |
2 |
3 |
硬件技术 |
PWM-IGBT /AC-DC模块 |
4 |
系统输出运行范围 |
每通道电压输出范围:30~750VDC 每通道电流输出范围:-500A~+500A,电流分2个量程:500A/100A 每通道zui大支流输出持续功率:150kW,无时间限制 通道合并输出电流:-1000A~+1000A,持续功率:300kW |
5 |
主通道电压测量与控制精度 |
≤±0.1%FS(0~40℃) |
6 |
主通道电流测量与控制精度 |
≤±0.1%FS(0~40℃) |
7 |
辅助电压测量通道 |
96个 测量范围:-5V~+5V 测量精度:0.1%满量程 测量线缆:3m,并带紫铜制鳄鱼夹具 |
8 |
辅助温度测量通道 |
96个 测量精度:±1℃ 温度传感器类型:建议K型热电偶 热电偶线:3m,铠装 |
9 |
主通道数据采集zui小间隔 |
≤10ms |
10 |
主通道数据记录间隔 |
≤100ms |
11 |
辅助通道数据记录频率 |
≤1s |
12 |
充放电截至条件 |
电压、电流、时间、容量、功率、 电量、单体电压、单体温度、BMS测量值及扩展变换的衍生数值等量值及扩展变换的衍生数值等。 |
13 |
充放电方式 |
恒流充放电、恒压充电、阶梯充放电、恒功率充放电、恒电阻充放电、脉冲充放电、斜坡充放电 |
14 |
可持续的数据采集间隔 |
255h: 59min: 59.95s |
15 |
程序步数 |
9999 |
16 |
循环嵌套 |
≥3层 |
17 |
程序步数设置时间 |
255h: 59min: 59.95s |
18 |
程序循环次数 |
1 ~ 9999 |
19 |
zui短步长 |
20ms |
20 |
对限制条件的响应时间 |
20ms |
21 |
动态响应能力(恒流源)以电池包为实际负载,并且输出电流无超调 |
0到充电或放电(90%满量程设定):≤ 10ms; 充电到放电(90%满量程设定):≤ 20 ms; 放电到充电(90%满量程设定):≤ 20 ms; |
22 |
安时数Ah |
累计可达99999 |
23 |
瓦时数kWh |
累计可达99999 |
24 |
通讯连接方式 |
以太网/RS485/CAN通讯 |
25 |
CAN通讯接口 |
CAN2.0A,CAN2.0B |
26 |
能量回馈 |
回馈电网,电力反馈系统应符合通用电气标准IEEE-519 和满足中国电网要求,不对用户现场电网造成严重干扰。 |
27 |
保护功能 |
输入保护:欠压、过压、过流、缺相、过载;过温停机保护 报警输出保护:过压、过流、过载;意外断电保护,防止因总电源意外断电造成设备损坏或寿命缩短 |
28 |
功率因数 (电网反馈) |
> 0.98 |
29 |
总谐波失真 |
< 3%(需配备附加的APF) |
30 |
标准配置输出电缆 |
四线制测量,长3m |
31 |
设备运行噪声 |
距离恒压源系统1米处测量的噪声应≤75dB(A) |
32 |
平均无故障运行时间 |
≧5000h |
33 |
冷却方式 |
散热器+轴流风机风冷 |
34 |
整机防护等级 |
IP21 |
35 |
设备运行的环境温度 |
0℃~40℃ |
36 |
设备运行的环境湿度 |
15%RH~95%RH(非冷凝) |
37 |
设备运行海拔高度 |
0~1000m |
38 |
保护措施 |
停电、过压、过热、计算机故障等安全保护。 设备自身的过压、过流等保护。 由于测试人员的误操作引起的短路、电池电极正反接错等的保护。
|
满足标准:
1)GB/T 31467.1-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第 1 部分:高功率应用测试规程》
2)GB/T 31467.2-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第 2 部分:高能量应用测试规程》
3)GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第 3 部分:安全性要求测试方法》
4)GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》
5)GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》
6)GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》
仪器设备 |
主要技术参数 |
锂电池安全实验室 |
锂电池安全实验室主要用于锂电池强制性安全检查试验,提供稳定可靠的环境条件。其主要技术条件符合国家标准:GB31241-2014便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求、GB/T18287-2013《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全认证技术规范》、IEC 62281-2004 锂电池运输安全标准、IEC 62133:2012 、UL 1642-2005 锂电池标准、UL 2054-2005 家、商用电池标准、UN38.3《联合国关于危险品运输的建议书试验和标准手册》中第3部分38.3款要求进行8项安全性能测试IEC60086-1:2011\GB4943-2011等标准规范中的测试要求。系统为半自动工况控制、自动测量及记录,自动打印试验报告,并可分析试验结果和测试数据。电池安全整体实验室方案主要是用于测试电池在遭受外界破坏力影响时,所表现的安全性能的好与坏,整个方案除特殊装置外,其他装置都可以手动和远程遥控控制,使得操作起来更加简单,方便,安全。方案分为电气试验和机械试验机,其中电气试验包括电池短路,过充,过放,强制放电等试验。机械试验包括针刺,挤压,重物冲击,振动,加速度冲击,自由跌落等试验,整个实验室方案包括,温控型电池短路试验,电池挤压试验,电池针刺试验,电池重物冲击试验,电池热冲击试验,电池燃烧试验,电池跌落试验,电池真空低气压试验,电池过充放防爆箱。 |
电池内阻测试仪 |
电池内阻测试仪(HK3561)是一种高精度、高稳定性的电池内阻测试仪。主要用于测量电池内部电阻和电池电压。2013年zui新升级后产品的测试精度、速度和稳定性全面提升,达到国际同类产品先进水平,遥遥ling先国内同类产品。测试性能完全匹配Hioki 3561。HK3561标配RS232C接口,配合和普科技数据采集软件,可实现自动化测量,准确快速的判断电池劣化情况,适用于电池流水线上的产品分选和出厂检验。 |
动力电池翻转试验机 |
动力电池翻转试验机依据(GB/ T 31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全性要求与测试方法)标准中第7.4章节条款要求设计制造,用于电动汽车动力电池翻转性能测试;适用于外形尺寸(W*D*H)1200*1000*500mm以下的电池包、电池系统360°增量翻转试验,机架采用高强度合金钢材焊接静电喷涂烤漆,设备控制系统采用独立控制柜PLC控制触摸屏操作,试验速度、时间可调节。 |
电池跌落试验机 |
电池跌落试验机适用于铅酸电池、镍氢电池、锂电池、超级电容、锌空气电池的单体、模块、电池组等各种类型汽车动力用途电池的跌落试验。产品配合万向调节装置可完成0度、45度、90度的菱、角、面跌落。 |
动力电池跌落试验机 |
动力电池跌落试验机适用于铅酸电池、镍氢电池、锂电池、超级电容、锌空气电池的单体、动力电池模块、动力电池组、蓄电池包等各种类型汽车动力用途电池的跌落试验。产品配合万向调节装置可完成0度、45度、90度的菱、角、面跌落。 |
锂电池重物冲击试验机 |
锂电池重物冲击试验机通过从不一同的高度的不同的重锤和不同的受力面积测试电池的安全性能,按规定进行试验,电池应不起火、不爆炸。试验样品电池要放在一平面上。一根直径7.9mm的棒十字交叉放置在样品的中心位置上。一个9.1KG的重物从610mm的高度跌落到样品上。每个样品电池只要承受一次冲击,每次试验要使用不同的样品。试验样品电池要放在一平面上,一根直径为15.8mm(5/8英寸)的棒十字交叉放置在样品的中心位置上。一个10kg±0.46kg(20±1磅)的重物从1000±25mm的高处跌落到样品上。 |