电池、电驱、电控三电系统构成了电动汽车的核心,每一个系统都对应了相关的设计要求,如何通过实验去验还它们是否满足设计要求呢?
(1)三电系统开发V模型。
汽车开发的流程,一般都是按照V模型来开发汽车产品的,图所示:
电动汽车三电系统开发的V模型。
从左往右看,可以把三电系统的开发简化为两个阶段,第一阶段是开发阶段(V模型左侧):第二阶段是验证阶段(V模型右侧)。
从上往下看,可以把电动汽车分为三个级别,整车级别、系统级别以及零部件级别。
在开发阶段,主要的工作是明确相关需求,在整车级别进行整车需求分析,然后将需求分解到系统级别,即三电系统需求分析,接着再将三电系统分拆到零部件级别,即电池要求、电驱要求、电控要求。基于这些要求进行产品的开发。
在验证阶段,先对零部件级别的部件进行测试,即进行电池测试、电驱测试和电控测试零部件测试完成后,再对整个三电系统进行测试,最终对整车进行测试,保证整车级别、系统级别以及零部件级别都能够满足最初设定的开发要求。
这就是三电系统开发的v模型流程,其广泛地应用在汽车行业中。
(2)三电系统测试项目
下图所示为现行国标规定的三电系统测试项目汇总。
三电系统测试整体来说包括性能测试、安全测试、可靠耐用测试等近60个项目,除了国家标准,每一个车企也有自己的企业标准。
由于电驱和电控系统是集成在一起的,电驱和电控的测试也是一致的,因此可以把三电系统测试分为两部分:电池部分和电驱/电控部分。
具体来看,针对电池部分,分为电芯模组测试和电池系统测试。
①电芯模组测试。 电芯和模组测试包含了电性能测试(如容量、内阻、功率等),循环寿命测试(不同工况下电池容量衰减测试),安全性测试(包括振动、冲击、短路、过充电、过放电等)。
②电池系统测试。 电池系统测试包含了电性能测试(如容量、可用能量、输出功率等),安全性测试(耐压、绝缘、快速充放电、耐火、短路、跌落等),环境可靠性测试(防水、防尘、碎石冲击、噪声、盐雾等),电磁兼容测试(自身抗干扰能力以及防止自身去干扰其他电气设备)。
针对电驱和电控的部分,主要包含了一般性试验、输入输出特性试验安全性试验、环境适应性试验、电磁兼容试验、可靠性试验6个子部分,每一个子部分都有具体试验项目,如图所示:
(3)三电系统测试机构。
目前针对三电系统的测试机构主要分为两种类型,一种是车企自己建立的实验室;一种是以委外的形式寻找第三方机构进行测试。
由于新增测试项目很多,车企内部实验资源不足,以及实验室建设投入巨大,采用委外的方式逐步再增长,第三方测试市场的份额正在扩大。
我国市场目前电池供应商以本土供应商为主,都已经具备了较强的实验测试能力,且电池通用化程度较高,综合来看委外需求相对较小;而驱动市场由于涉及不同的电控、电动机组合,需要进行不同的系统总成测试,委外的需求相对较大。
