CN110244232B - 一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法 - Google Patents

一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,包括以下步骤:动力电池液冷系统改造;测试平台搭建:将动力电池系统固定到翻转试验机的台面上,将动力电池系统低压线束与CAN通讯信息采集系统连接,在控制台上调试动力电池系统的CAN通讯信息采集系统,并实时监控动力电池系统的单体电芯温度和单体电芯电压;测试后检查:测试动力电池系统的绝缘电阻值,检查动力电池系统的通讯状态,拆箱检查动力电池系统的关键部件。本发明所述的一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,能够真实模拟新能源汽车动力电池液冷系统发生冷却液泄漏的应用场景,为动力电池液冷系统的安全性测试与评价提供支撑依据。

Description

一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法
技术领域
本发明属于动力电池系统安全性测试与评价技术领域,尤其是涉及一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法。
背景技术
锂离子动力电池作为新能源汽车中最核心的部件,直接决定着新能源汽车的续航里程、寿命和安全性等关键技术参数。随着动力电池系统能量密度的不断攀升,动力电池系统在充放电过程中所产生的热量也会随之增多,热管理系统能够有效地调控动力电池系统的工作温度,保证动力电池系统正常循环工作。动力电池热管理系统按照传热介质可以分为空气冷却、液体冷却和相变材料冷却。其中,液冷系统散热效果较好,并且能在全工况条件下正常使用,对未来高性能动力电池系统的发展具有重要作用。
动力电池液冷系统在使用过程中不可避免地会发生冷却液泄漏的情况,冷却液泄漏后电池电芯可能会发生短路,电池系统内部也会产生可燃气体,最终导致电动汽车发生火灾或者爆炸。但是,目前并没有针对动力电池液冷系统发生冷却液泄漏后的测试与评价方法,同时也没有一个动力电池液冷系统冷却液泄漏测试平台。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,以模拟动力电池系统在正常使用过程中或者受到挤压与碰撞条件下液冷系统发生冷却液泄漏的应用场景,实现对动力电池系统发生冷却液泄漏后的安全测试与评价。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,包括以下步骤:
1)动力电池液冷系统改造;
2)动力电池系统预处理:调整动力电池系统荷电状态,范围为0%-100%,测试前动力电池系统绝缘电阻值≥2MΩ,测试前动力电池系统的单体最高电压和单体最低电压范围为0-4.3V,测试前单体最高温度和单体最低温度范围为0-60℃;
3)测试平台搭建:将动力电池系统固定到翻转试验机的台面上,将动力电池系统低压线束与CAN通讯信息采集系统连接,将动力电池系统上电,在控制台上调试动力电池系统的CAN通讯信息采集系统,并实时监控动力电池系统的单体电芯温度和单体电芯电压;
4)调节恒流泵的流速,从液冷板进口处向动力电池系统内注入的冷却液,液量范围为0-10L;
5)前倾测试:通过翻转试验机调整动力电池系统的前倾角度,范围为0 °-90°,前倾测试时间为0-24h,测试过程中通过CAN通讯信息采集系统实时监控动力电池系统的电芯温度和电压变化;
6)后倾测试:通过翻转试验机调整动力电池系统的后倾角度范围为0° -90°,后倾测试时间为0-24h,测试过程中通过CAN通讯信息采集系统实时监控动力电池系统的电芯温度和电压变化;
7)绕X轴翻转测试:通过翻转试验机调整动力电池系统以6°/s的转速绕X轴旋转360°,然后电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持0-24h,并实时监控电池系统的电压和温度变化;
8)绕Y轴翻转测试:通过翻转试验机调整动力电池系统以6°/s的转速绕Y轴旋转360°,然后电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持0-24h,并实时监控电池系统的电压和温度变化;
9)静置:通过翻转试验机调整将动力电池系统旋转至水平位置,静置 24h,实时监控电池系统的电压和温度参数变化;
10)测试后检查:测试动力电池系统的绝缘电阻值,检查动力电池系统的通讯状态,拆箱检查动力电池系统的关键部件。
进一步的,所述的步骤1)中的动力电池液冷系统改造为破坏液冷板。
优选的,所述的步骤1)中的动力电池液冷系统改造为破坏液冷板之间的连接管路。
优选的,所述的步骤2)中的电池系统荷电状态为100%,测试前动力电池系统绝缘电阻值≥100MΩ,测试前动力电池系统的单体最高电压和单体最低电压范围为2.8-4.2V,单体最高温度和单体最低温度为25±2℃。
进一步的,所述的步骤3)中的CAN通讯信息采集系统包括计算机、CAN 卡和电源,所述的计算机上安装动力电池系统上位机软件,所述的CAN卡与计算机通过线路连接,所述的CAN卡与动力电池系统通过动力电池系统的低压线束连接,所述的电源与动力电池系统通过动力电池系统的低压线束连接。
优选的,所述的步骤4)中恒流水泵往动力电池系统内注入的冷却液量为5L。
优选的,所述的步骤5)中动力电池系统的前倾角度为30°,冷却液泄漏前倾测试时间为8h。
优选的,所述的步骤6)中动力电池系统的后倾角度为30°,冷却液泄漏后倾测试时间为8h。
优选的,所述的步骤7)与步骤8)中,动力电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持0.5h。
优选的,所述的步骤10)中电池系统绝缘电阻值≥2MΩ,测试后电池系统的单体最高电压和单体最低电压范围为2.8-4.2V,单体最高温度和单体最低温度范围为25±2℃。
进一步的,所述的电源的电压为12V。
相对于现有技术,本发明所述的一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法具有以下优势:
本发明所述的一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,通过翻转试验机精确控制电池系统倾斜/旋转角度,并通过CAN通讯信息采集系统实时监控电池系统状态参数,能够真实模拟新能源汽车动力电池液冷系统发生冷却液泄漏的应用场景,为动力电池液冷系统的安全性测试与评价提供支撑依据。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的动力电池系统冷却液泄漏测试流程图;
图2为本发明实施例所述的CAN通讯信息采集系统示意图;
图3为本发明实施例所述的动力电池系统与翻转测试机的安装关系示意图。
附图标记说明:
1、动力电池系统;2、翻转试验机。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-3所示,一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,包括以下步骤:
1)动力电池液冷系统改造:将液冷系统液冷板之间的连接管路开口破坏;
2)动力电池系统1预处理:调整动力电池系统1荷电状态至100%,测量动力电池系统1绝缘电阻值(正极对壳体:350MΩ;负极对壳体:400MΩ),测试前动力电池系统1的单体最高电压和单体最低电压分别为4.05V和 3.96V,单体最高温度和单体最低温度分别为26℃和25℃。
3)测试平台搭建:将动力电池系统1固定到翻转试验机2(例如广东立佳实业有限公司的翻转试验机LJFZ-321)的台面上,将动力电池系统1的低压线束与12V的电源连接,将电池系统上电,在控制台上调试动力电池系统 1的CAN通讯信息采集系统,并一直监控动力电池系统1的单体电芯温度和单体电芯电压。
4)调节恒流泵的流速,从液冷板进口处往动力电池系统1内注入5L冷却液。
5)前倾测试:通过翻转试验机2调整动力电池系统1的前倾角度至30 °,前倾测试时间为8h,测试过程中通过CAN通讯信息采集系统实时监控动力电池系统1的电芯温度和电压变化。
6)后倾测试:通过翻转试验机2调整动力电池系统1的后倾角度至30 °,后倾测试时间为8h,测试过程中通过CAN通讯信息采集系统实时监控动力电池系统1的电芯温度和电压变化。
7)绕X轴翻转测试:通过翻转试验机2调整动力电池系统1以6°/s的转速绕X轴旋转360°,然后电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持 30min,并通过CAN通讯信息采集系统实时监控电池系统的电压和温度变化。
8)绕Y轴翻转测试:先将动力电池系统1水平偏转90°,再通过翻转试验机2调整动力电池系统1以6°/s的转速旋转360°,即绕Y轴旋转,然后电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持30min,并通过CAN通讯信息采集系统实时监控电池系统的电压和温度变化。
9)静置:通过翻转试验机2将动力电池系统1旋转至水平位置,静置24h,持续通过CAN通讯信息采集系统监控电池系统的电压和温度参数变化。
10)测试后检查:测量动力电池系统1绝缘电阻值(正极对壳体:120 MΩ;负极对壳体:250MΩ),拆箱检查动力电池系统1内部关键部件是否有冷却液。
测试过程中,CAN通讯信息采集系统主要记录动力电池系统1在测试过程中的电压和温度等参数,12V电源是给动力电池管理系统(BMS)供电;动力电池系统1的低压线束分别连接动力电池系统1和CAN卡,将动力电池管理系统(BMS)的信息传输到CAN卡,CAN卡是能够获取动力电池系统1报文信息的设备;CAN卡与上位机相连,上位机软件能够解析CAN卡上传的报文信息,实现动力电池系统1参数的实时监控。
所述测试方法,通过翻转试验机2精确控制电池系统倾斜/旋转角度,并通过CAN通讯信息采集系统实时监控电池系统状态参数,能够真实模拟新能源汽车动力电池液冷系统发生冷却液泄漏的应用场景,为动力电池液冷系统的安全性测试与评价提供支撑依据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)动力电池液冷系统改造;
2)动力电池系统预处理:调整动力电池系统荷电状态,范围为0%-100%,测试前动力电池系统绝缘电阻值≥2MΩ,测试前动力电池系统的单体最高电压和单体最低电压范围为0-4.3V,测试前单体最高温度和单体最低温度范围为0-60℃;
3)测试平台搭建:将动力电池系统固定到翻转试验机的台面上,将动力电池系统低压线束与CAN通讯信息采集系统连接,将动力电池系统上电,在控制台上调试动力电池系统的CAN通讯信息采集系统,并实时监控动力电池系统的单体电芯温度和单体电芯电压;
4)调节恒流泵的流速,从液冷板进口处向动力电池系统内注入的冷却液,液量范围为0-10L;
5)前倾测试:通过翻转试验机调整动力电池系统的前倾角度,范围为0°-90°,前倾测试时间为0-24h,测试过程中通过CAN通讯信息采集系统实时监控动力电池系统的电芯温度和电压变化;
6)后倾测试:通过翻转试验机调整动力电池系统的后倾角度范围为0°-90°,后倾测试时间为0-24h,测试过程中通过CAN通讯信息采集系统实时监控动力电池系统的电芯温度和电压变化;
7)绕X轴翻转测试:通过翻转试验机调整动力电池系统以6°/s的转速绕X轴旋转360°,然后电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持0-24h,并实时监控电池系统的电压和温度变化;
8)绕Y轴翻转测试:通过翻转试验机调整动力电池系统以6°/s的转速绕Y轴旋转360°,然后电池系统以90°增量方式旋转,每隔90°保持0-24h,并实时监控电池系统的电压和温度变化;
9)静置:通过翻转试验机调整将动力电池系统旋转至水平位置,静置24h,实时监控电池系统的电压和温度参数变化;
10)测试后检查:测试动力电池系统的绝缘电阻值,检查动力电池系统的通讯状态,拆箱检查动力电池系统的关键部件。
2.根据权利要求1所述的动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,其特征在于:所述的步骤1)中的动力电池液冷系统改造为破坏液冷板。
3.根据权利要求1所述的动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,其特征在于:所述的步骤1)中的动力电池液冷系统改造为破坏液冷板之间的连接管路。
4.根据权利要求1所述的动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,其特征在于:所述的步骤3)中的CAN通讯信息采集系统包括计算机、CAN卡和电源,所述的计算机上安装动力电池系统上位机软件,所述的CAN卡与计算机通过线路连接,所述的CAN卡与动力电池系统通过动力电池系统的低压线束连接,所述的电源与动力电池系统通过动力电池系统的低压线束连接。
5.根据权利要求4所述的动力电池液冷系统冷却液泄漏可靠性测试方法,其特征在于:所述的电源的电压为12V。
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