电动汽车动力系统检测方法分析

于海清

摘要：目前，国内外大力发展电动车产业，因此作为电动汽车关键组成部分的动力系统测试技术已经成为研究热点。电动汽车动力系统工作原理有别于传统车辆，其驱动电机和控制器特有的性能参数是影响整车性能的关键。因此，进行电动汽车动力系统检测是电动汽车开发中必不可少的环节。

关键词：电动汽车;动力系统;检测方法

引言

与传统汽车相比，新能源汽车真正做到了零排放、低噪声，实现了节能减排的目标，逐渐取代了传统汽车，是未来最理想的交通运输工具。电动汽车的驱动主要来源于动力系统的支持，而该系统的运行离不开动力电池，因此传动系统和电池在一定程度上影响着电动汽车的发展。

1电源系统的检测方法

动力电池是电动汽车的动力源，是能量的存储装置，也是电源系统的重要部件。了解动力电池的多种性能对于在电动汽车设计制造和使用中的选用具有重要帮助。动力电池的检测内容主要有充放电性能测试、电池容量的测定、电池循环次数的测试、电池内阻测定及安全性测试等多项内容。

1.1电池充放电性能测试

电池充电过程中的主要参数，包括充电接受能力及充电的最高电压，电池充电测试的基本电路由电源、电流电压检测设备、控制设备及技术设备等组成，也可以利用电池的性能测试仪进行自动检测。

充电接受能力一般用充电效率表示，充电效率是指在充电时充入电池的电能和所消耗总电能的比例，通常来说充电初期效率高，充电后期因为电极极化的因素，充电效率低。充电的最高电压较低时，则表明电池在充电时极化较小，充电效率高，使用寿命更长，电压较高时则相反。

在测量时一般每隔一定时间测量一次电池电压，直到电压第一次低于规定终止电压，对于放电时间，则按电池开始放电至电压降到终止电压时的累计时间计算，若最后两次测得的电压值，一次高于终止电压，另一次低于终止电压时，则放电时间可用线性插值法取得。

1.2电池循环次数测试

我国电动道路车辆用蓄电池标准规定，对于铅酸蓄电池来说，其循环寿命≥400次。

对于不同类型的电池循环寿命的测试规定是不同的。可以采用快速检测方法，以Ni-MH电池为例，一个单体Ni-MH电池，标称容量为1200mA·h，进行快速循环寿命测试的循环条件为1200mA充电75min，充电结束条件为电压降为10mv、搁置10min后，再以1200mA放电到1.0V，搁置10min，这样反复循环，直到容量衰减至其标称容量的80%，同时记录其第30min的放电电压值。

1.3电池内阻的测定

电池内阻大小随着电池类型不同而不同，如Ni-MH电池的内阻通常为15～50mΩ，铅酸蓄电池的内阻为10mΩ。

对于电池内阻来说，它与普通元件的电阻是不同的，电池是有源元件，在实际的检测中多用专门内阻仪进行阻值的检测，常见的内阻检测仪的原理是采用交流法。其把电池等效于一个有源电阻，給被测电池通以恒定交流电流（通常为1000Hz、50mA），然后对其进行电压采样、整流滤波等一系列处理，从而测得比较精确的内阻。

1.4安全性测试

根据国家技术安全法规定，电池的安全性能测试内容包括耐过充、过放能力、短路、耐高温、钻孔试验、力学性能等测试。

（1）耐过充、过放能力的测试在过充、过放情况下，密封的电池内气体过度累积，内压升高，如果超过设计极限，会发生爆裂，危及人身安全，这是不允许的。在电池设计中，通常采用负极过量的方式来避免气体在电池内部过度累积，在正极中加入反极物质，进行反极保护。

测试电池的过充、过放能力，通常采用过放电和过充电法。过放电和过充电法试验环境温度为（25±5）℃，先以I1（A）电流进行放电，当某一电池达到放电终止电压（2.52V）时，应该使用电池厂家提供的专用充电器，充电至充电终止电压（4.2V）;再以I1（A）电流放电90min，观察1h;最后，电池用I1（A）电流恒流充电至电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的1.5倍，并观察1h。标准规定经过以上两种试验后电池不得出现漏液、放气、爆炸、起火和产生明显形变等异常现象。

（2）短路测试在短路测试时，电路可能会出现喷溅、泄漏等情况。一般应有较好的防护措施。常见的测试条件是将电池充足电，在室温下将电池两极短接1h，允许有泄漏发生，但电池不能起火或爆炸。

（3）耐高温测试通常耐高温测试温度分为高温、低温两个阶段，高温区测试即投入火中进行测试。低温区包括两种方法：一是将要测试的电池充满电后投入沸水中并保持2h，电池必须无爆炸和泄漏;二是将充满电的电池放人150℃的恒温箱中保持10min，电池必须无爆炸和泄漏。

（4）钻孔试验在受到外界尖锐物体的冲击时，电池可能会被刺破外壳，如果刺入物是金属，则正负极会短路，带来一定的危险。应进行钻孔试验，钻头通常为导电性的。测试条件：钻头直径为1.0mm，径向钻穿，允许电池有漏液发热，但不允许爆炸。由于此试验属于破坏性试验，要有安全措施和设备，保证安全。

（5）力学性能测试常用的力学性能试验有碰撞试验与振功试验。在（25±5）℃条件下，将电池从1.2m高度上跌落至水泥地面。观察电池是否发生电解液泄出、爆炸情况，并不产生明显的形变缺陷。

2驱动电机检测

驱动电机绕组检测：将检测仪上的电机线圈端的三个线夹分别接在电机的三根相线上，顺时针转动电机，三个信号灯轮流闪烁即为正常，若出现不亮的则此绕组即为有故障。

驱动电机霍尔检测：将检测仪上的电机霍尔线端接到电机的霍尔线上，顺时针转动电机，三个信号灯应有亮灭变化，若出现常亮或者某一个不亮则表明有故障。

电机的相位角检测：一般通过仪器上的60°和120°灯进行判别区分。

驱动电机相序检测：以60°电动机相序检测为例，用霍尔检测仪的六芯插头连接好电动机的六芯插件，驱动电机的5线为红、黑、蓝、绿、黄五种颜色，除了红、黑引线必须正确连接之外，其他引线可以随意连接。然后顺时针转动驱动电机，当看到检测仪的第二排二个指示灯交替发光，从左到右HA、HB、HC三个指示灯的状态变化在100-110-111-011-001-00六个状态循环。若状态变化顺序相反，则随意换掉蓝、绿、黄中的任意两根引线，这时再进行顺时针转动驱动电机，可看到从左到右HA、HB、HC三个指示灯的状态变化为正确状态。这时检测仪的蓝、绿、黄三根细线的正确顺序状态对应电动机的三根细线的颜色顺序，此颜色顺序即为霍尔HA、HB、HC的相序

结束语

随着电动汽车的技术发展，对于电动汽车动力系统的检测方法将会越来越简单化、合理化、智能化。电动汽车动力系统工作原理有别于传统车辆，其驱动电机和控制器特有的性能参数是影响整车性能的关键。

参考文献

[1]GB-T31485-2015电动汽车用动力蓄电池-安全要求及试验方法[S].2015-05-15.

[2]宁德发.电动汽车结构原理检测维修[M].化学工业出版社，2019.

[3]王伟平，王斌，任纪良.新能源汽车电机驱动系统环境可靠性测试研究[J].上海汽车，2013（2）：3.

[4]高松，唐鹏，孙宾宾，等.双电机驱动电动车动力系统试验平台设计[J].河南科技大学学报（自然科学版），2017，38（5）：20.

[5]付翔，王红雷，黄斌，等.电动汽车驱动系统测试台架设计[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2015，37（5）：571.

巨野县正大机动车检测有限公司 山东省巨野县 274900