新能源汽車動力系統部件測試揭秘

怎樣才能不知道呢？

作為硬件本體與控制系統緊密結合的系統，動力電池系統的測試大致可以分為兩部分：電池組本體（Pack）測試，電池管理系統（BMS）測試，下面分別介紹這兩部分的測試。

電池包本體（Pack）測試

電池組本體測試一般為DV//PV目的是驗證電池組的設計/生產是否符合設計要求(設計驗證/生產驗證)。包括溫度試驗、機械試驗、外部環境模擬試驗、低壓電氣試驗、電磁兼容試驗、電氣安全試驗、電池性能試驗、濫用試驗試驗等。由于大家都比較關心電池安全問題，這里主要介紹一下電池組濫用試驗的試驗方法：

1)針刺測試

當模擬電池被尖銳物體刺穿時，由于異物刺穿可能導致內部短路，試驗要求無火災或爆炸

2)鹽水浸泡

5%鹽水長期浸沒測試，電池功能正常

目前，新能源汽車電池組防水防塵等級推薦為IP67（即1m深水浸泡半小時無損壞，上汽、威萊電池組為IP67）。汽車使用環境惡劣，無論如何做防水防塵保護都不過分（上海一年暴雨導致車庫積水，傳統汽車被淹，電動汽車完好無損）。

3)外部火燒：

590攝氏度火災持續130秒，電池無爆炸、起火、燃燒，無火焰殘留。

4)跌落：

1m高度自由落體，鋼板上電池殼完整，功能正常

5）振動測試

高頻振動模擬試驗要求電池組功能正常。做電池組的同事應該知道，這也很難通過。

電池管理系統（BMS）測試

通常在軟件功能開發過程中，電池管理系統的測試更注重軟件測試。

與未批量生產的自動駕駛系統傾向于使用C語言來實現軟件設計不同，成熟的電動汽車控制系統（如車輛控制器、電機控制器、電池管理系統）軟件是基于模型的軟件開發（Model-Based-Design）。與C相比，MBD開發的優點是可以以圖形的方式表達復雜的邏輯、代碼可讀性、可移植性和開發調試的便利性。同時，使用成熟的代碼生成工具鏈，也避免了手動代碼容易產生的低級錯誤。MIL//SIL/HIL等多項測試：

1)MIL(Model-In-Loops)環測試的模型是驗證軟件模型能否實現軟件功能，測試是基于系統需求分解的軟件需求。

2)SIL(Software-In-Loops)軟件在環測試中，比較模型自動生成的C代碼是否與模型本身實現的功能一致，使用Simulink自己的工具進行Sil測試。

3)PIL(Processer-In-Loops)環處理器測試的目的是測試自動生成的代碼是否偏離模型。PIL似乎無關緊要，但不注意也會造成一些不良后果（如調度問題，CPULoad，堆棧溢出等)。

4)HIL(Hardware-In-Loops)硬件在環測試，測試控制器的完整系統功能，一般建立控制器系統的測試架，使用電氣元件模擬傳感器（如溫度）和執行器（如風扇負載）的電氣特性，驗證完整的系統功能。

這些測試鏈接的用例來自系統需求。在汽車軟件開發過程中，開發和測試是V型的，通常被稱為軟件開發V模型。感興趣的學生可以查看汽車軟件開發過程ASPICE。

在統一開發過程中，強調測試軟件鏈接。要知道手機軟件最多有問題，也就是秒退，車輛軟件的問題影響人的生命。

當豐田制動門事件發生時，美國政府派出嵌入式軟件專家和卡內基梅隆的計算機教授對發動機控制系統的軟件代碼進行詳細審查。豐田濫用整體變量（數萬）和軟件安全機制的混亂受到了巨大的懲罰。如果豐田重視軟件測試，它可能不會發生。

最后，我們來談談整車極限環境下零部件的測試：整車耐久性測試一般由整車廠的測試和校準工程師負責。整車耐久性試驗成本很高，造工程樣車(每輛100萬左右)、租用測試場地，工程師團隊費用，是對廠家資金實力的考驗，沒有強大的資金池根本無法運行。然而，在極端寒冷、高溫、高濕度等極端環境下進行的測試越多，零件的功能、性能和耐久性就越能得到充分的驗證。問題發現得越早，解決維修問題的成本就越低。

1.低溫耐久性測試，主要測試冷啟動性能，一般在黑河/牙克石中進行。本次測試將評估電池組的低溫充放電能力、低溫保護策略和電池組的加熱功能。

2.高溫耐久性試驗一般在格爾木進行。主要測試電池組在高溫下的充放電能力、冷卻功能和過熱保護策略。下圖顯示了威萊在澳大利亞墨爾本進行的高溫測試，并不惜一切代價開發汽車制造商。

3.高溫 高濕度環境耐久性試驗一般在海南進行。海水環境會加速零件的腐蝕，零件的耐久性會受到嚴格的測試。（Ps：傳統汽車也有重要的高原試驗，主要測試發動機在低壓下的性能。電動汽車通常不需要進行這個測試。)

如果電池組做得更好，它將承諾使用壽命內的電池衰減。例如，威萊ES8承諾10年30萬公里的電池容量衰減不超過20%。任何從事電池開發的人都知道，要達到這個水平并不容易。敢于公開承諾也表明，他們的電池組耐久性測試已經達到了非常好的水平。