电动汽车动力电池寿命测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动汽车动力电池寿命测试装置和方法。其是利用振动台对被测试电动汽车动力电池施加模拟道路行驶时的振动，并利用恒温恒湿室模拟一年四季的温湿度，进而利用充放电设备对被测试电动汽车动力电池进行充放电，模拟道路行驶电流并采集相关数据，记录并推导出所述电池信息，确定被测试的所述电动汽车动力电池的寿命。本发明专利技术综合考虑了四季温湿度的变化、充放电工况和充放电深度及振动工况等综合因素，囊括了电动汽车动力电池的各种运行状态，同时，利用材料在极限范围内失效机理不变的特性，拟合了老化外推公式，推导出相应的寿命，因而是比较精确的寿命评估试验模型。其截取了寿命衰退过程中部分阶段，因而大大缩短了试验时间。

Device and method for testing power battery life of electric vehicle

The invention discloses a life test device and a method for an electric automobile power battery. It is the use of vibration on the vibration test of electric vehicle battery is applied to simulate the road, temperature and humidity and the room temperature and humidity simulation throughout the year, and then use the charging and discharging equipment to test the electric vehicle power battery charge and discharge current to simulate road and collect relevant data, record and derived the battery information, determine the electric vehicle battery tested life. The present invention considers changes in four seasons, temperature and humidity of the charge and discharge conditions and discharge depth and vibration conditions and other factors, include the operation status of the electric vehicle battery at the same time, the characteristics of material failure mechanism unchanged in the limit range, fitting the old outsider formula, derived the corresponding life, so is life assessment test accurate model. It intercepts part of the life decline process, thus greatly shortening the test time.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车动力电池寿命测试装置和方法
本专利技术涉及电动汽车动力电池测试领域，特别涉及一种电动汽车动力电池寿命测试装置和方法。
技术介绍
动力电池作为电动汽车的核心部件，其寿命的测试和评估无论对于研发和应用都是十分必要和重要的。如果得知动力电池的使用寿命，预知失效时间，研发部门可以据此设计或修改产品，生产企业可以把握产品质量和使用周期，从而为成本计算和故障修复提供依据。而如果应用道路试验来进行寿命测试，虽然比较接近实际工况，但是时间周期很长，成本高，并不太适应当前工程发展的需要。因此，电动汽车动力电池包寿命要预先估计其寿命模型再进行加速试验获得。从当前对动力电池加速寿命模型的研究来看，主要存在以下问题。问题一，只考虑了某一个或少数应力的加速模型，但多个应力之间未考虑相互作用产生的影响因素，难以真实表现电动汽车动力电池的实际复杂工况。例如，只考虑充放电电流工况的线性拟合模型：y＝kx+b其中，k和b为试验待测常数，x为循环次数，y为待测容量，该模型中的工况只考虑了充放电电流。再如，考虑温度和电应力的寿命模型：L＝exp[A(E)+B(E)/T]其中A(E)＝A1+A2EB(E)＝B1+B2E其中，T为绝对温度，E为电应力，A1、A2、B1、B2为常数，均由试验数据获得，因为当电应力在某个水平之下时，动力电池的寿命与此电应力的相关性较小，因此这个模型也不能全面反映动力电池的寿命与各应力之间的关系。问题二，考虑相互影响的多应力加速模型，其求解复杂，假设太多，预测的真实性还有待于进一步验证。例如，考虑多种应力的PH模型：其中，λ0(t)为与时间相关的基本失效函数，为只与各种应力相关而与时间无关的正函数，其中为行向量，为列向量，m为与时间独立的应力变量个数。从中可以看出，求解该模型变得相当复杂，且参数更多。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车动力电池寿命测试装置和方法，在同时考虑多种因素的情况下，简单并快速地测得电动汽车动力电池的寿命。本专利技术提供了一种电动汽车动力电池寿命测试装置，包括：振动台，被测试的电动汽车动力电池固定安装于所述振动台，所述振动台可按照设定频率、加速度和位移进行振动；恒温恒湿室，所述振动台连同固定安装于其上的电动汽车动力电池共同置于所述恒温恒湿室内，所述恒温恒湿室可按照设定温度和湿度提供恒温恒湿环境；充放电设备，所述充放电设备位于所述恒温恒湿室外，并电连接于被测试的所述电动汽车动力电池，以对所述电动汽车动力电池进行充放电并记录所述电动汽车动力电池的电压、电流和温度；以及，控制电脑，所述控制电脑位于所述恒温恒湿室外并电连接于所述振动台和充放电设备，以控制所述振动台按照所设定的频率、加速度和位移进行振动，控制所述充放电设备对所述电动汽车动力电池进行充放电和电池信息采集，并根据所采集的电池信息测算被测试的电动汽车动力电池(2)的预估寿命里程。进一步，所述充放电设备通过主电缆连接于所述电动汽车动力电池，以对所述电动汽车动力电池进行充放电；并且，所述充放电设备通过电压采集线、电流采集线和温度采集线连接于所述电动汽车动力电池，以采集所述电动汽车动力电池的电压、电流和温度信息。进一步，所述电池信息包括所述电动汽车动力电池的电压、电流和温度信息。进一步，所述控制电脑通过数据线连接于所述充放电设备，以通过所述数据线获取所述电池信息，并利用所述电池信息确定被测试的所述电动汽车动力电池的寿命。本专利技术还提供了一种电动汽车动力电池寿命测试方法，所述电动汽车动力电池寿命测试方法采用如上任一项所述的电动汽车动力电池寿命测试装置，所述方法包括：分别设定第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件；利用振动台模拟汽车行驶时的振动；在所述振动台振动的同时，对被测试的电动汽车动力电池依次在第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件下进行第一充放电循环操作，并获取第一充放电循环操作中的被测试的电动汽车动力电池的放电容量随时间变化的第一趋势公式，以及被测试的电动汽车动力电池的最大单体电压差随时间变化的第二趋势公式；利用所述第一趋势公式和第二趋势公式迭代计算被测试的电动汽车动力电池依次在第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件下进行的随后的充放电循环的被测试的电动汽车动力电池的放电容量以及被测试的电动汽车动力电池的最大单体电压差；当迭代计算出的放电容量达到预设的放电容量阈值，或者当迭代计算出的最大单体电压差达到预设的电压差阈值时，停止迭代计算；将停止迭代计算时，已经历的所有循环的时间的累加作为被测试的电动汽车动力电池的预估寿命，将被测试的电动汽车动力电池的预估寿命内所述振动台的振动谱线对应的汽车行驶里程作为被测试的电动汽车动力电池的预估寿命里程。进一步，对被测试的电动汽车动力电池依次在第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件下进行第一充放电循环操作，并获取第一充放电循环操作中的被测试的电动汽车动力电池的放电容量随时间变化的第一趋势公式，以及被测试的电动汽车动力电池的最大单体电压差随时间变化的第二趋势公式，包括：执行第一充放电循环LOOP1过程：在第一环境条件下，执行以下步骤a至步骤c的过程：步骤a、在所述振动台并不震动的状态下，开启所述充放电设备，以Ic电流对被测试的电动汽车动力电池充电至最大SOC；步骤b、开启所述振动台，使得所述振动台按照汽车行驶时的动力电池振动谱线对被测试的电动汽车动力电池施加振动，同时利用所述充放电设备对所述电动汽车动力电池进行放电，当动力电池的电量放完时，在所述振动台并不震动的状态下，以Ic电流对被测试的电动汽车动力电池充电至最大SOC；步骤c、重复上述步骤b的放电充电过程，并采集上述步骤b的放电充电过程中的被测试的电动汽车动力电池的电压、电流，计算被测试的电动汽车动力电池每次放完电时的放电容量值Q11i和被测试的电动汽车动力电池中的单体电池的最大电压差值ΔU11i，并记录总时间t，其中，i表示放电的次数；在所述第一环境条件下，当计算获得的放电容量Q11i出现下降趋势时，在第二环境条件下，执行上述步骤b和步骤c的过程，其中，在第二环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程，与在第一环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程的时长相同；在所述第二环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程结束后，在第三环境条件下，执行上述步骤b和步骤c的过程，其中，在第三环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程，与在第一环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程的时长相同；在所述第三环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程结束后，在第四环境条件下，继续执行上述步骤b和步骤c的过程，其中，在第四环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程，与在第一环境条件下执行上述步骤b和步骤c的过程的时长相同；分别拟合第一环境条件阶段、第二环境条件阶段、第三环境条件阶段、第四环境条件阶段的近似公式Qa1＝fa1(t)和ΔUa1＝φa1(t)、Qa2＝fa2(t)和ΔUa2＝φAA(t)、Qa3＝f13(t)和ΔUa3＝φa3(t)、Qa4＝f14(t)和ΔUa4＝φa4(t)，其中，Qa1为第一环境条件下的被测试的电动汽车动力电池的放电容量随时间变化的值，ΔUa1为第一环境条件下的被测试的电动汽车动力电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车动力电池寿命测试装置，其特征在于，包括：振动台(11)，被测试的电动汽车动力电池(2)固定安装于所述振动台(11)；恒温恒湿室(12)，所述振动台(11)连同固定安装于其上的电动汽车动力电池(2)共同置于所述恒温恒湿室(12)内；充放电设备(13)，所述充放电设备(13)位于所述恒温恒湿室(12)外，并电连接于被测试的所述电动汽车动力电池(2)，以对所述电动汽车动力电池(2)进行充放电并记录所述电动汽车动力电池的电压、电流和温度；以及，控制电脑(14)，所述控制电脑(14)位于所述恒温恒湿室(12)外并电连接于所述振动台(11)和充放电设备(13)，以控制所述振动台(11)按照所设定的频率、加速度和位移进行振动，控制所述充放电设备(13)对所述电动汽车动力电池(2)进行充放电和电池信息采集。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车动力电池寿命测试装置，其特征在于，包括：振动台(11)，被测试的电动汽车动力电池(2)固定安装于所述振动台(11)；恒温恒湿室(12)，所述振动台(11)连同固定安装于其上的电动汽车动力电池(2)共同置于所述恒温恒湿室(12)内；充放电设备(13)，所述充放电设备(13)位于所述恒温恒湿室(12)外，并电连接于被测试的所述电动汽车动力电池(2)，以对所述电动汽车动力电池(2)进行充放电并记录所述电动汽车动力电池的电压、电流和温度；以及，控制电脑(14)，所述控制电脑(14)位于所述恒温恒湿室(12)外并电连接于所述振动台(11)和充放电设备(13)，以控制所述振动台(11)按照所设定的频率、加速度和位移进行振动，控制所述充放电设备(13)对所述电动汽车动力电池(2)进行充放电和电池信息采集。2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池寿命测试装置，其特征在于：所述充放电设备(13)通过主电缆连接于所述电动汽车动力电池(2)，以对所述电动汽车动力电池(2)进行充放电；并且，所述充放电设备(13)通过电压采集线、电流采集线和温度采集线连接于所述电动汽车动力电池(2)，以采集所述电动汽车动力电池(2)的电压、电流和温度信息。3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池寿命测试装置，其特征在于：所述电池信息包括所述电动汽车动力电池(2)的电压、电流和温度信息。4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池寿命测试装置，其特征在于：所述控制电脑(14)通过数据线连接于所述充放电设备(13)，以通过所述数据线获取所述电池信息，并利用所述电池信息确定被测试的所述电动汽车动力电池(2)的寿命。5.一种电动汽车动力电池寿命测试方法，所述电动汽车动力电池寿命测试方法采用权利要求1至4任一项所述的电动汽车动力电池寿命测试装置，所述方法包括：分别设定第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件；利用振动台模拟汽车行驶时的振动；在所述振动台振动的同时，对被测试的电动汽车动力电池依次在第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件下进行第一充放电循环操作，并获取第一充放电循环操作中的被测试的电动汽车动力电池的放电容量随时间变化的第一趋势公式，以及被测试的电动汽车动力电池的最大单体电压差随时间变化的第二趋势公式；利用所述第一趋势公式和第二趋势公式迭代计算被测试的电动汽车动力电池依次在第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件下进行的随后的充放电循环的被测试的电动汽车动力电池的放电容量以及被测试的电动汽车动力电池的最大单体电压差；当迭代计算出的放电容量达到预设的放电容量阈值，或者当迭代计算出的最大单体电压差达到预设的电压差阈值时，停止迭代计算；将停止迭代计算时，已经历的所有循环的时间的累加作为被测试的电动汽车动力电池的预估寿命，将被测试的电动汽车动力电池的预估寿命内所述振动台的振动谱线对应的汽车行驶里程作为被测试的电动汽车动力电池的预估寿命里程。6.根据权利要求5所述的电动汽车动力电池寿命测试方法，其特征在于，对被测试的电动汽车动力电池依次在第一环境条件、第二环境条件、第三环境条件和第四环境条件下进行第一充放电循环操作，并获取第一充放电循环操作中的被测试的电动汽车动力电池的放电容量随时间变化的第一趋势公式，以及被测试的电动汽车动力电池的最大单体电压差随时间变化的第二趋势公式，包括：执行第一充放电循环LOOP1过程：在第一环境条件下，执行以下步骤a至步骤c的过程：步骤a、在所述振动台并不震动的状态下，开启所述充放电设备，以Ic电流对被测试的电动汽车动力电池充电至最大SOC；步骤b、开启所述振动台，使得所述振动台按照汽车行驶时的动力电池振动谱线对被测试的电动汽车动力电池施加振动，同时利用所述充放电设备对所述电动汽车动力电池进行放电，当动力电池的电量放完时，在所述振动台并不震动的状态下，以Ic电流对被测试的电动汽车动力电池充电至最大SOC；步骤c、重复上述步骤b的放电充电过程，并采集上述步骤b的放电充电过程中的被测试的电动汽车动力电池的电压、电流，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆群，陈殿领，
申请(专利权)人：北京长城华冠汽车科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11