汽車電池自動化檢測系統設計

呂海達 張勇旺

【摘 要】進入21世紀以來，電動車技術的發展不斷成熟，但電動汽車檢測方面仍存在諸多問題沒有得到很好地解決，其中最主要的是以汽車的電池檢測系統研發初始成本高和預期結果不好，汽車的電池檢測系統的研發進展對電動汽車的發展起著積極地推動。由于新型的汽車電池檢測系統的開發和使用，電動車電池供能得到提前保障，當發現電能不足時可以及時充電，保持電池持續有效供電，保證運輸的安全和可靠性。

【關鍵詞】汽車；電池檢測系統；設計

1電池產品的特殊風險

1.1電池產品的分類及所需檢測的項目

聯合國發布《關于危險貨物運輸的建議書》當中對于危險品的分類有著嚴格的規定，電池產品因含有酸性較強或是堿性較強的電解液故其被劃分為第8類危險品，即腐蝕性危險品，而電池當中的鏗電池屬第9項危險品.即雜項危險品。電池檢測主要包含以下項目：首先是電池產品在被生產出來之后可能會遇到的使用情況，比如說進行高空模擬、溫度循環、強烈振動、低倍率進行充電等項目；其次是根據有關經驗及實踐而預見的可能會產生的誤使用，比如說外部短路、重物的沖擊或是擠壓、機械的沖擊、跌落、強制性放電、充電非正常、熱濫用、安裝錯誤一、放電或充電過度、高倍率充電等等。

1.2電池產品的特殊風險

電池內含強酸性或是強堿性的電解液，其在運輸的過程當中可能會存在電解液的潑灑，電池中的鉛酸電池因為充電過度還會產生有氣體，導致電池的壓力上升，鉛酸電池產生的氣體主含氫氣及氧氣，若氣體溢出而周圍環境存在明火，容易產生爆炸或是火災。另外鉛酸電池還會析出一定量的有毒氣體，比如砷化氫或銻化氫，加上鉛本身就存在很大的危害，所以電池產品的危險性較高且特殊。除此之外，電池中的鏗電池也是比較典型的高危險性電池產品，對于鏗電池產品的檢測，其主要包括以下項目：質量是否損失；是否有泄漏、泄放、短路、破裂等情況；是否會產生爆炸或火災等，只有所有項目都合格鏗電池產品的質量才能有保障。

2國內外電池標準組織及檢測標準

當前，全球各國紛紛開展了電池標準研究工作，建立了國際標準化組織和國際電工委員會等機構，主要是對電池的主要性能要求、檢測方法進行深入研究。需要按照國際電工委員會的電池安全性能檢測標準的要求，結合各自的需求，制定出電池運輸安全標準，取得了良好的應用效果。另外，例如，美國和日本等國家，通過電氣及電子工程學會和國家標準局制定出了電池的安全標準，取得了廣泛的影響和應用效果，但是各個國家的測試條件呈現出較大的不同。《聯合國危險物品運輸試驗和標準手冊》在世界范圍內，具有廣泛應用和較大影響，在實際的應用過程中，主要是對電池在運輸過程中的外部環境及機械振動情況進行模擬試驗的過程，能夠確保電池包裝的不脫落、無質量損失、不變性和不爆炸情況的出現，有利于防止電池在使用過程中出現著火或爆炸情況的產生。

3汽車的電池檢測系統裝置

3.1汽車的電池檢測系統主要是檢測電動汽車電池的每個工作終端，即工作電壓，電流和溫度的變化。檢測電池狀態通常是集中式和分布式檢測，使用整體分布的電路，分為幾組電池，每組集中在檢測的測試組中，形成一個完整的端電壓集中/分布式檢測系統。一般測試系統用來測試固定電壓降低是適用于電能低消耗系統，而且還達不到最佳的測試電壓，也不保證正確的電路測值。新型汽車的電池檢測系統適于自我調整電壓降低，以求得到安全的數字檢測系統，保證數字電路的正確操作，以及電源電壓接近最佳的工作狀態要求。這種技術更加靈活，準確，可靠。汽車電池故障導致的熱失控現象被認為是隨著時間的推移電池中發生缺陷，電池系統的缺陷和由此引起的斷裂極大地增加了汽車故障。檢測汽車電池的安全性的故障以減小造成的損失，用大容量的系統。

3.2由于車輛運行狀態（啟動，道路均勻，加速，爬坡，停車場）和變化，車輛動力是由電池的電池狀態決定，這決定即使在電池的電壓隨著變化的負載而變化。因此，根據電池的伏安特性，通過對蓄電池的端電壓來判斷，如果電池是好的或壞的判斷更準確的話，想要做的工作電流參數，如速度根據車輛的采集電池，判斷電池的電壓標準值是好還是不好，根據測得的平均電池放電水平的伏安特性來考慮。這個判斷是正確的嗎？最準確的，但足以維持電池的有效性。如何提高電動車和舒適性；剩余的電池電量指示燈，電動車空調系統的安裝，如何對電池進行快速充電，充電和放電的平衡，如何有效地使用蓄電池，延長電池壽命和電動車能量回收的問題。這涉及到電池和汽車能量管理。因此，必須考慮的是在耦合器通過使用所屬電池的電壓取樣電路，溫度的影響。所以，系統設置有溫度補償電路和一種特殊的變化，從而基本上消除了影響的溫度。

4汽車的電池檢測系統設計

4.1系統軟件的設計思想是：首先，通過一定的算法可用于電池的狀態（無負載和負載）的分析和判斷。當處于空閑狀態時，如果被發現單個電池的電壓過低（小于11伏），電池管理系統故障的燈籠一般明亮的展覽，提示維修人員，維修人員（或驅動程序）可以是一個短的時間內（小于3秒）的讀取故障代碼鍵后立即釋放，故障指示燈開始閃爍，閃爍的數字的時候，告訴電池問題，提示工作人員進行處理，如果有多個電池有問題連續展出的彩燈閃爍不斷，5S暫停失敗，直到一次閃爍不停閃爍的光，每次暫停時報“報道，電池的問題。單個電池電壓太低（小于8伏）時，故障電流主要由導電車系列分支的電池管理系統，提示維護人員，維護人員（或驅動）根據故障代碼讀取根據相同的原理的鍵讀取故障代碼。發現故障后處理，時間長了，根據閱讀的關鍵（10秒），可以清除故障代碼的麻煩。HCNR200非線性度0.01%，工作溫度范圍寬（-55℃至125℃），但受溫度變化的影響是非常小的，最大輸入電流為40 mA，平均輸入電流為25 mA，絕緣電阻大于超過1000歐姆，工作電壓可達1414V，瞬間電壓高達8000V。電動汽車電池組的工作電壓一般在200多伏以下，HCNR200的選擇是完全符合現場條件。

離子電池（LIB）由于其大功率和能量密度是電力驅動汽車最有希望的儲電裝置，然而，店里系統問題和隨之而來的安全問題是其主要障礙。高溫可以LIB中組件材料觸發而分解，溫度進一步上升導致災難性故障系統，這是被稱為熱失控。包括過電的單個單元格或充電系統；導致單元格由于內部的異物缺陷，分離器磨損，枝晶生長和內部短路（ISC），或壓碎成一個細胞的滲透模塊或電池包。因此，新型汽車的電池檢測系統里的小容量LIB系統中一般有，正溫度系數媒介物，電流中斷裝置，具有多種冗余層，陽離子確保安全，這些安全技術都是以小容量融入到整個系統中的。

4.2電力驅動汽車的libs顯容量和物理尺寸比較大，大容量的LIB系統里含有多個單獨的模塊。體積較大的電池，高容量和高電壓組合改變其的故障響應，造成意想不到的后續故障，嚴重影響電池組的集成架構癱瘓。在小容量的電池組中，整個媒介是由一個低電阻高導熱率的電阻組成，當溫度升高后，電池檢測系統溫度傳感器可以檢測到溫度變化并發送信號到LIB控制器，一個可視的信號故障反應到信號數據系統上，就可以檢測到正在使用的電池系統的故障和電壓以及電流。信號數據庫系統不一定是一個輸出電流的功能模塊。提出了適合電池供電的便攜式系統的虛擬原型的鋰離子電池是一個完整的塊。該模塊考慮了非線性平衡電位，速度和溫度的依賴關系，熱效應和響應的瞬時功率需求。索尼US18650被用來作為一個例子，該模塊的輸出制造商的數據，并與實驗結果一致，該模塊可以很容易地修改，以適應數據從不同的電池，并可以擴展為寬的動態范圍，不同的溫度和當前的利率，一組數據收集從一個模塊用于檢測故障到發生和顯示在另一個模塊中，可以輸出在正負電路端的故障信號仿真器械中。

5結語

隨著新型電池技術的發展被應用到很多制造業領域，汽車的電池檢測系統作為新型制造業領域的關鍵技術目前在世界多國興起研發熱潮，其中很多產品已經下線，尤其是電動汽車的逐漸普及使用，檢測汽車電池終端電路的工作狀態就顯得尤為重要。

參考文獻：

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（作者單位：長城汽車股份有限公司）