本文討論了設計符合EV電池標準的車輛電池系統的不同因素。

對電動汽車（EV）的需求不斷增加，制造商正在開發和發布更實惠的車型。設計電動汽車電池或電池管理系統（BMS）時，最重要的因素是安全性。安全是通過嚴格的法規和認證共同在工業中追求的，并通過測試來確保。

在本文中，我們將對電池標準測試涵蓋電動汽車電池系統的哪些因素進行概括性介紹。

EV電池需要進行全面測試，以確保其足夠安全用于商業用途。圖片由UL（Underwriter Laboratories）提供。

為何電動汽車電池測試很重要

由于汽車消耗大量功率，因此僅需要具有高功率密度的電池技術，并且由于汽車需要每天使用，因此電池必須是可充電的。但是，它們更大的能量存儲能力（由于使用反應性金屬而導致）意味著如果它們失效，它們可能更具破壞性。

在故障期間，鋰基電池會釋放出大量氫氣，內部短路引起的強烈熱量會點燃氫氣，從而有效地產生火焰噴射器。由于汽車有可能因碰撞而損壞，因此電池必須具有多種安全機制，以確保在任何情況下都不會點燃電池。

電動汽車測試參數

與任何工程項目一樣，第一步是始終了解您的產品可以在其中生存的環境。

汽車工業非常嚴酷，因此在電池方面需要考慮哪些因素？

機械

由于車輪的不斷運動以及車輛可能接觸的不平坦表面，機械應力和影響在汽車工業中非常重要。因此，電池系統必須能夠長時間處理這些劇烈振動。車輛碰撞也是一個真正的威脅，任何經歷此類事件的電池系統都必須能夠幸存或損壞。至關重要的是，施加在電池系統上的任何撞擊或壓力都不得引起火災或泄漏爆炸性氣體。

溫度

雖然電動汽車沒有引擎，但從電池汲取的大電流會導致溫度升高。但是，根據使用車輛的位置，這些電池也有望在極低的溫度下工作。但是，在寒冷的夜晚和炎熱的白天里，溫度也會每天發生波動，這可能會導致需要考慮頻繁的熱應力。如果將車輛放在陽光下而不使用，則設計人員可能需要考慮是否需要從未斷開的自動冷卻系統。

電氣

在正常條件下，設計人員將能夠確定從電池到電動機的電流消耗，從而確定電纜尺寸和保險絲設置。但是，需要考慮許多可能對電池造成嚴重影響的其他電氣因素。其一，在充電和放電期間電池電壓的變化率會導致過熱。另一個要考慮的因素是電網故障期間主電源的電壓尖峰，這可能會嚴重損壞電池系統。

符合性測試的類型

監管機構規定了許多針對電動汽車的標準。在ISO出版了40標準，涵蓋安全從單個元件一路攀升至V2X協議的水平。UL（Underwriter Laboratories）是另一個監管機構，針對電池測試提出了編纂規則，其中包括涉及電動汽車電池安全性的UL 2580，并提出了有關這些電池必須如何承受各種濫用行為的要求。

盡管有許多標準和監管機構，但為電池安全而設計的測試都集中在確保EV電池能夠承受可能引起安全問題的各種環境和條件。

這些條件包括：

標準熱測試–在各種溫度下存儲等

熱濫用–承受突然的高溫等

熱冷卻損失–承受冷卻不足

機械振動–承受車輛振動

機械沖擊–承受突然的沖擊

機械撞擊和擠壓–測量電池在碰撞中如何應對擠壓

機械穿透–承受穿透（例如，短電池）

電氣短路–處理短路

電氣過充–過度充電不會損壞電池或導致故障

電動放電–確定快速放電是否會因氣體積聚等導致損壞。

EMC敏感性–承受EM干擾源

高壓保護–防止突然的高壓

電氣關閉完整性–確保關閉隔離器正常運行

電氣不平衡充電–確保在不平衡充電期間電池安全

環境–在海拔，濕度，濕度和火災中生存

浸水–確保浸水期間電池安全

結論

制定標準以確保設計不僅使用通用的兼容硬件和軟件解決方案，而且確保它們滿足最低的安全級別。與引擎/燃油系統相比，電池系統更容易出現故障和損壞，因為它們對沖擊，振動，溫度波動和穿透非常敏感。因此，在安裝電池系統時必須遵循嚴格的標準，以確保即使在最惡劣的環境下也能保持安全。

編輯：jq