新能源动力电池性能测试误差分析及改善对策

新能源动力电池性能测试误差分析及改善对策
发布时间：2023-01-05T07:30:20.163Z 来源：《福光技术》2022年24期作者：张莹莹何珍珍[导读] 随着新能源汽车的发展与普及，新能源汽车的性能与安全问题已成为消费者重点关注的项目。

招商局检测车辆技术研究院有限公司重庆 401329
摘要：电动汽车用动力蓄电池电性能方面上的主要测试项目有：室温放电容量、室温倍率放电容量、室温倍率充电性能、低温放电容量、高温放电容量、荷电保持与容量恢复能力、标准循环寿命、工况循环寿命等。

其中，放电容量决定了新能源汽车的续航里程，循环寿命决定了新能源汽车动力电池的使用年限。

各性能测试项目，均是基于动力蓄电池的充放电测试为基础的。

鉴于此，本文针对动力蓄电池的充放电测试中可能引入误差进行一定的分析。

常见的测试误差主要由以下方面导致。

关键词：新能源；动力电池；性能测试误差
引言
随着新能源汽车的发展与普及，新能源汽车的性能与安全问题已成为消费者重点关注的项目。

动力电池作为新能源汽车的能量储存装置，其性能的优劣直接影响电动汽车的应用，如安全性、寿命以及成本等。

一、电池热管理系统概述
电池热管理系统是保证新能源汽车在正常行驶过程中，动力电池组能够处于合理的工作温度，保证电池使用安全性的基础上，结合电池电化学特性和生热机理所设计的综合系统，其具有功能是：电池温度能被准确地测量和监控；电池温度升高时散热系统能够及时散出热量：温度较低的情况下，能够为电池组进行加热，确保其工作性能稳定。

除此之外，电池充放电过程中，内部反应所产生的有害气体能及时通风散出，减少电池模块间及电池不同位置处的温度差异，保证电池模块问的温度一致性，在满足新能源汽车动力性需求的同时，尽量减轻整车重量，为后期的安装维护提供便利。

二、电池热管理系统作用
在新能源汽车运行过程中，环境温度直接影响着电池的性能、寿命和安全性。

在环境温度过高的情况下。

电池会出现不良反应，导致性能衰减，严重的还会引发燃烧、火灾、爆炸等安全事故；在环境温度过低的情况下，电池的工作性能会下降，严重的会导致电池容量不可逆衰减，影响电池使用寿命。

因此，保持电池在适当度下工作才能够发挥电池的更多性能。

为了加强对电池动态数据的检测和管理，实现保护电池、延长电池使用寿命的目的，相关人员在制造电池过程中。

需要应用电池管理系统，电池管理系统主要包括以下功能：监测电池动态数据、均衡控制、安全监测、热管理、故障诊断与监测、整车通讯、充放电管理等。

其中，热管理模块通过监控电池组温度。

采取相应的控制方式，控制电池组温度.使其保持在适宜的温度下工作。

其中，锂电池的正常工作温度范围在一20℃到50℃之内，为保持电池在合理的温度下工作，电池的热管理系统需要设计高温下电池冷却和低温下电池加热两项功能。

三、设备之间的差异
目前，国内外充放电设备生产厂家主要有必测、A VL、迪卡龙、阿宾、星云、美凯麟、德普、盛弘、讯湃等。

各厂家的设备均有优劣。

总体上，国外设备的稳定性会略优于国内设备；在高性能设备方面，电压、电流的精度基本上都可以达到±0.1%FS，±0.05%FS，均能满足国标中不低于0.5级的要求。

设备之间的差异引起的误差主要体现在充放电设备的生产厂家不同、相同生产厂家的设备批次不同以及同一设备的不同充放电通道。

为减小该误差，测试中尽量选择精度较高的设备；在设备满足精度要求的情况下，严格遵循计量校准的要求；制定充放电设备的各测试通道的不确定度分析，提高测试精度；按期对设备进行保养维护，提高设备的稳定度。

四、设备量程的选择不同
充放电设备出厂后，各充放电测试量程基本上是定型的，常见的单体充放电设备主要有5V50A，5V100A，5V200A等。

电性能测试时应根据电池容量的大小选择较近的设备档位进行试验，不能跨度太大，避免引入较大的误差。

比如一块容量为30Ah的动力电池单体，优选5V50A的设备，以减小误差；同时，针对大容量的电池应尽量选用单通道测试，避免选用多通道并机的情况。

五、测试环境影响
标准中，要求测试环境的温度为25℃±5℃，而有些实验室可能无法满足该试验条件，从而导致一些测试误差。

动力蓄电池充放电设备一般会在某一个温度下进行标定计量，由于寿命循环测试周期较长，有些实验室可能无法保证充放电设备所在场地的试验温度一直稳定在25℃±5℃范围内，会造成由于充放电设备所在的环境与设备计量时温差较大，充放电设备本身的精度偏离的现象。

因此，要保证实验室的环境温度应满足标准中规定的测试温度的要求，可构建合适的恒温室以保证温度的稳定。

六、充放电线缆的选择
在进行充放电测试时，常出现一些需要大电流的试验，测试中由于选择的充放电线缆过细，线缆发热严重，线缆内阻随温度升高增加，导致电池容量测试中衰减较快，误差较大。

针对这种情况，可选择与测试电流相匹配的线材，并适当保有余量，减少测试过程由于线缆温升导致的发热现象，进而提高测试精度。

七、充放电线接触端子与电池极耳之间连接
通常情况下，充放电线接触端子和电池极耳之间采用螺丝压合进行连接，螺丝的扭矩、充放电线缆端子的大小、极耳的大小、材质，都会导致两者接触面、接触力的不同，致使测试精度的不同，特别是针对HPPC测试影响更大。

为减少该误差，应根据电池厂或整机厂的要求选择原装的组件或合适的端子、采用厂家要求的测试扭矩进行连接。

其他一些因素：（1）车用动力蓄电池处在温箱的位置，是否会被温箱出风口直吹，也是影响电池性能测试的一个因素。

测试过程中，应尽量减少测试样品被直吹的情况，可调节温箱出风口的方向或适当添加挡板进行遮挡。

（2）温箱中车用动力蓄电池的数量，测试过程中由于车用动力蓄电池数量较多且发热较大，从而影响彼此间的散热以及温箱内部温度均匀度的变化。

应合理安排温箱中车用动力蓄电池的数量，避免由于样品数量太多造成温箱整体升温的现象，并选用温度均匀度较好的温箱。

综上所述，本文对电动汽车用动力蓄电池电性能测试中常见的误差进行了分析与研究，并提出了一些对应的改善方法，对于提高电性能测试精度具有一定的意义。

因此，在车用动力电池检测过程中，应关注测试设备的选择、测试环境的稳定、测试设备与测试样品的连接，从而提高车用动力电池的测试的精度与准度。

参考文献：
[1]深圳完成首批退役新能源公交车动力电池规模回收[J].再生资源与循环经济.2020（04）
[2]中国动力电池回收：政策先行市场尚未启动[J].典.福建轻纺.2016（03）
[3]跟踪追击动力电池[J].李娜.经营者（汽车商业评论）.2018（08）
[4]智能网联时代动力电池回收如何进入良性循环轨道[J].李泯泯.智能网联汽车.2022（01）
[5]动力电池，新能源汽车的"痛"[J].戴丽.节能与环保.2016（02）
[6]动力电池梯次利用现状及政策分析[J].夏重凯.汽车与配件.2016（38）
[7]汽车动力电池回收之困[J].本刊综合.发明与创新（大科技）.2016（05）
[8]汽车动力电池更换装置设计[J].应在伦，巨勇智，孙乐昌，李俊颖，高凯.汽车实用技术.2021（08）
[9]新能源汽车动力电池回收利用模式分析[J].张大成，王俊.汽车维护与修理.2018（21）。