純電動汽車就測“三電系統(tǒng)”嘍
文/ AutoLab 張一
大家都知道汽車在量產(chǎn)前要做“三高測試”。一輛車，在出廠之前是不會知道自己將來要去哪些地方。可能是茫茫戈壁、可能是熱帶密林，也有可能是茫茫戈壁和熱帶密林都有，順便再加上高原大山和零下幾十度的極北寒地。
如何保證一臺車在未來十幾年有限的壽命中，不會因?yàn)槿チ艘惶烁咴瓯跒┙Y(jié)果拋了錨?辦法只有一個，就是讓它在出廠前把這些代表性的環(huán)境先過一遍，這也就是我們俗稱的汽車廠家們的“三高測試”——所謂的“三高”絕不是什么高血壓、高血糖和高血脂，而是高溫、高寒和高海拔。
三高測試的過程中需要驗(yàn)證的對象比較多，包括發(fā)動機(jī)匹配試驗(yàn)、ECU及各傳感器溫度測試、高溫高寒環(huán)境下整車質(zhì)量、駕駛性能標(biāo)定、整車線束高寒高溫環(huán)境的標(biāo)定等等。
而在高原測試中，因?yàn)楦咴h(huán)境氣壓較低，空氣稀薄，燃油車的進(jìn)氣歧管、催化器、氧傳感器等方面所處的環(huán)境都與平原地區(qū)不同。所以在高原環(huán)境下燃油車會進(jìn)行發(fā)動機(jī)冷熱啟動試驗(yàn)、進(jìn)氣修正、爆震標(biāo)定驗(yàn)證等等一系列測試。
而對于純電動車來說，由于發(fā)動機(jī)、變速箱、燃油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)等都不存在，取而代之的是以動力電池、驅(qū)動電機(jī)、整車電控組成的“三電系統(tǒng)”。高原環(huán)境對電動車的影響也主要集中這一塊。
三電系統(tǒng)中，電機(jī)本身工作性能不受低氧、低壓環(huán)境影響，基本上可以忽略不計(jì)。所以咱們先說說純電動汽車中最最最重要的電池。針對電池的測試內(nèi)容通常包括對電池機(jī)械疲勞、熱疲勞、密封性、循環(huán)壽命、腐蝕、接插件、材料等各方面的驗(yàn)證等等。例如威馬針對電池要做的測試多達(dá)16項(xiàng)。
而在高原測試中對電池的測試，例如電池包密封性試驗(yàn)，因?yàn)楦咴h(huán)境下大氣壓強(qiáng)低，電動車動力電池承受內(nèi)外壓強(qiáng)差不一致，可能導(dǎo)致外殼破裂，泄露等問題。而壓強(qiáng)的變化也可能會造成電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，對動力電池的充放電特性造成一定的影響。
11年前曾經(jīng)和朋友去過一次西藏阿里，在扎達(dá)縣的時候，朋友車上的OPTIMA蓄電池漏液了——這可是美軍主戰(zhàn)坦克上的御用電池，號稱被槍射穿都能工作。后來找江森自控的工程師朋友一問，人家回答說，沒辦法，美國沒這么高的高原，做不了極端的高原測試。
所以說，這就是活現(xiàn)例。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T31467.3《電動汽車用鋰離子包和系統(tǒng)測試規(guī)程安全性要求與檢測辦法》中規(guī)定，鋰離子電池在海拔4000m環(huán)境下進(jìn)行放電，蓄電池包或系統(tǒng)應(yīng)無放電電流銳變、電壓異常、泄露等現(xiàn)象。
中國汽車技術(shù)研究中心曾做過測試，將鋰電池放在0m、4000m、6000m環(huán)境下進(jìn)行放電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電池放電性能基本不受海拔影響。如上圖，三條代表放電性能的曲線幾乎重在一塊。
而高原低壓環(huán)境對電池影響較大的另一點(diǎn)是電池的熱穩(wěn)定性，如上圖所示。這就需要對動力電池系統(tǒng)中熱管理系統(tǒng)進(jìn)行高原測試了。畢竟電池是個嬌貴的東西，冷了不行，熱了不行，主流的三元鋰電池適宜的工作溫度只在35度-40度區(qū)間。
而且海拔較高，氣壓低，動力電池的散熱性能也會降低，，所以這種情況下熱管理系統(tǒng)能否保證電池長期處于舒適的充放電環(huán)境很重要，這也需要到高原環(huán)境下做標(biāo)定。
至于“三電系統(tǒng)”中的電控系統(tǒng)，它大概相當(dāng)于一臺純電動車的神經(jīng)中樞，涉及面很多很復(fù)雜。純電動車在高原測試中對電控系統(tǒng)的應(yīng)該主要是針對各種傳感器、線束控制等方面的冗余測試，同時也要保證VCU（整車控制器）不會出現(xiàn)“死機(jī)”或其他問題。“奔馳失控現(xiàn)象”雖然是假新聞，但也足以表明VCU出了問題有多可怕。
還有一點(diǎn)是制動能量回收系統(tǒng)測試，電動車制動能量回收由電制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)共同完成。液壓制動系統(tǒng)則是電動車制動能量回收系統(tǒng)關(guān)鍵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳統(tǒng)燃油車制動系統(tǒng)通常是發(fā)動機(jī)帶動機(jī)械真空泵或者利用進(jìn)氣歧管負(fù)壓抽真空。
而純電動車沒有發(fā)動機(jī)，大多采用電子真空泵，而電子真空泵在高原氣壓變化時，往往無法提供和在平原地區(qū)一樣高的真空度，踏板力會變大，降低制動舒適度。
其實(shí)除了三電系統(tǒng)之外，純電動車需要在高原環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)標(biāo)定的內(nèi)容還有很多，諸如轉(zhuǎn)向、空調(diào)、NVH性能等測試，但這些和燃油車標(biāo)定是差不多的
