本文以動力電池為例介紹一下新能源汽車動力系統(tǒng)部件的測試,歡迎開發(fā)&測試工程師一起交流、指正。
動力電池系統(tǒng)作為硬件本體和控制系統(tǒng)結(jié)合極為緊密的系統(tǒng),其測試大致可以劃分為兩大部分:電池包本體(Pack)測試、電池管理系統(tǒng)(BMS)測試,下面分別介紹這兩部分的測試情況;
1. 電池包本體(Pack)測試
電池包本體測試一般在DV/PV(設(shè)計驗證/生產(chǎn)驗證)階段進(jìn)行,目的是為了驗證電池包的設(shè)計/生產(chǎn)是否符合設(shè)計要求。其中包含溫度測試、機(jī)械測試、外部環(huán)境模擬測試、低壓電氣測試、電磁兼容測試、電氣安全測試、電池性能測試、濫用試驗測試等等。因為大伙都比較關(guān)心電池安全問題,在這里主要介紹一下電池包濫用試驗的測試方法:
1) 針刺測試
模擬電池遭到尖銳物體刺穿時的場景,因為異物刺入有可能導(dǎo)致內(nèi)部短路,試驗要求不起火不爆炸
2) 鹽水浸泡
5%鹽水長時間浸沒測試,電池功能正常
目前新能源汽車電池包防水防塵等級推薦是IP67(即1米深的水浸泡半小時無損壞,上汽、蔚來的電池包都是IP67)。汽車的使用環(huán)境惡劣,再怎么做防水防塵保護(hù)也不過分(上海有一年暴雨導(dǎo)致車庫積水,傳統(tǒng)車都淹掛了,而電動車完好無損)。
3) 外部火燒:
590攝氏度火燒持續(xù)130秒電池?zé)o爆炸、起火、燃燒并且無火苗殘留。
4) 跌落:
1m高度自由落體在鋼板上電池殼體完整功能正常
5)振動測試
高頻振動模擬測試,要求電池包功能正常。做電池包的同事應(yīng)該知道,這個也很難通過。
2. 電池管理系統(tǒng)(BMS)測試
電池管理系統(tǒng)的測試更多側(cè)重軟件測試,一般在軟件功能開發(fā)過程中進(jìn)行。
與尚未量產(chǎn)的自動駕駛系統(tǒng)偏向于使用C語言實現(xiàn)軟件設(shè)計不同,現(xiàn)今成熟的電動汽車控制系統(tǒng)(如整車控制器、電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng))軟件都是以模型為基礎(chǔ)的軟件開發(fā)(Model-based-Design)。MBD開發(fā)相比C的優(yōu)點是能夠以圖形化的方式表達(dá)復(fù)雜的邏輯、代碼可讀性、可移植性、開發(fā)調(diào)試便利程度都大大增強(qiáng),同時利用成熟的代碼生成工具鏈,也避免了手工代碼容易產(chǎn)生的低級錯誤。在基于模型的軟件開發(fā)環(huán)節(jié)中規(guī)定了MIL/SIL/HIL等多項測試:
1) MIL(Model-In-Loops)既模型在環(huán)測試,就是驗證軟件模型是否可以實現(xiàn)軟件功能,測試依據(jù)是由系統(tǒng)需求分解而來的軟件需求。
2) SIL(Software-In-Loops)軟件在環(huán)測試,對比模型自動生成的C代碼和模型本身實現(xiàn)的功能是否一致,使用Simulink自身工具就可以進(jìn)行Sil測試。
3) PIL(Processer-In-Loops)處理器在環(huán)測試,目的是測試自動生成的代碼寫入控制器后,功能實現(xiàn)上是否與模型有偏差。PIL看似無關(guān)緊要,但不做重視也會引起一些不良后果(如調(diào)度問題、CPU Load,堆棧溢出等)
4) HIL(Hardware-In-Loops)硬件在環(huán)測試,測試控制器完整系統(tǒng)功能,一般會搭建控制器所在系統(tǒng)的測試臺架,使用電氣元件模擬傳感器(如溫度)和執(zhí)行器(如風(fēng)扇負(fù)載)的電氣特性,驗證完整的系統(tǒng)功能。