【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动力电池试验，具体涉及一种动力电池包试验系统及热管理能耗测试方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车市场的高速发展，动力电池作为电动汽车提供动力的核心部件，其性能和安全一直都是用户最关注的问题之一。由于电池包在工作过程中对温度比较敏感，不论是过热或过冷，电池性能都会明显下降，甚至出现热失控等安全风险。因此，动力电池热管理技术在确保动力电池性能和安全方面发挥着极其重要的作用。动力电池的热管理技术就是根据温度对电池性能的影响，结合电池的电化学特性与产热机理，通过合理设计，来解决电池在温度过高或过低情况下电池工作状态不佳的问题，从而提升电池综合性能的一种技术。
2、热管理系统的作用主要分为冷却降温和加热升温两个方面。目前，大多数动力电池包都是采用液体加热或冷却方式来对电池进行升温降温，通过在电池底部和周围设计安装液冷板，液冷板内部开有密封的管道，冷却液在制冷机组或ptc作用下温度得以调节，之后在水泵驱动下可以在管道内循环流动，从而给电池冷却或升温。
3、电动汽车在正常行驶时电池热管理系统所消耗的电能均来源于动力电池，这部分电能的消耗会使得动力电池包的剩余电量减少，也就导致了电动汽车续驶里程的缩减，而不消耗这部分电量电池包温度则处在偏高或偏低的水平，同样会导致电池包电量释放不出来，更谈不上好的续驶里程。因此，基于热管理能耗和电池包温度这两者之间的矛盾，在电池包热管理策略设计时必须找到一个最佳平衡点，用最少的热管理能耗来实现动力电池最大的放电容量。
4、目前，行业内在对动力电池包的性能进行测试
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有测试设备存在测试结果与实际使用场景偏离较大以及检测数据不精确的问题，提出了一种动力电池包试验系统和动力电池包热管理能耗测试方法，搭建动力电池包试验系统使得整个系统的能量转换过程与实车状态一致，通过热管理能耗测试方法按区间计算能耗数据，为动力电池包热管理策略的设计优化提供数据支撑。
2、为了实现上述目的本专利技术第一方面提出一种动力电池包试验系统，包括环境模拟系统、空调系统、控制采集系统、电池充放电系统和被测试对象，所述被测试对象包括动力电池包，所述环境模拟系统包括高低温环境模拟实验箱、电池包支架、风扇和防风机构，所述高低温环境模拟实验箱内设置电池包支架和风扇，所述电池包支架上设置动力电池包，动力电池包上设置防风机构；
3、所述空调系统包括制冷制热机组、水泵、流量传感器和温度传感器，所述控制采集系统包括控制器、继电器和上位机；
4、控制采集系统设置有can总线和动力线束，控制采集系统分别与动力电池包、空调系统、电池充放电系统通过can总线和动力线束进行连接；
5、所述控制采集系统和风扇通过can总线连接；
6、所述电池充放电系统通过can总线与上位机通信连接。
7、进一步地，所述电池包支架为方形支架，电池包支架的上端面镂空，电池包支架的上端面上设置动力电池包，电池包支架的上端面与动力电池包之间设置有橡胶材质制成的绝缘垫，所述动力电池包的上部设置防风机构，所述防风机构为方形罩状结构，防风机构套设于动力电池包的顶部和侧面，防风机构与动力电池包之间设置保温隔热材料制成的填充层，所述填充层与防风机构粘贴固定。
8、所述高低温环境模拟实验箱用来提供待测试的模拟环境温度，高低温范围可以覆盖所有季节的使用场景。
9、所述防风机构用来模拟整车底盘对电池包顶部和四周的防护。
10、所述电池充放电系统用来对动力电池包进行充电或放电，可以模拟实车在不同工况下对动力电池包电能的回馈和消耗；
11、进一步地，所述电池包支架一侧设置风扇，风扇连接有外部电源。
12、所述风扇用于模拟车辆在实际行驶时动力电池包受到的空气扰动。
13、进一步地，所述空调系统的冷却液出水口和回水口均设置有管道，所述管道另一端分别与所述动力电池包的进水口和出水口连通。
14、所述制冷制热机组以及加注冷却液规格、型号和用量均与实车一致，制冷制热机组冷却液水箱及连接管道外层装有保温隔热层。所述空调系统用来给冷却液进行加热或冷却，并将目标温度下的冷却液循环运送至动力电池包液冷管中。
15、进一步地，所述控制器与上位机通过can总线通信连接。
16、控制采集系统用于采集动力电池包内所有相关数据，并发送控制指令，测试前可以将待测试的热管理策略以及电池包测试工况通过上位机进行程序设定，包括充放电参数、加热或冷却温度、液体流量、启动或停止条件、风速等；
17、一种动力电池包试验系统，包括但不限于在动力电池包低温加热速率测试、动力电池包降温速率测试、动力电池包综合工况测试和动力电池包热管理能耗测试中的应用。
18、本专利技术第二方面提出一种动力电池包热管理能耗测试方法，包括：
19、步骤1：通过上位机控制电池充放电系统对动力电池包进行充电，直至soc(stateof charge，电池的荷电状态)为100％；
20、步骤2：调节高低温环境模拟实验箱温度为tm(取工况时所处的环境温度值)，静置至动力电池包各个温度在tm±1℃；(该步骤可以借助空调系统以减少环境适应时间)；
21、步骤3：通过上位机导入测试工况，并按照热管理策略输入空调系统启动和停止的临界温度值、冷却液目标温度值及流量值；
22、步骤4：按照测试工况执行测试，控制器频繁控制继电器开闭使电池充放电系统、制冷制热机组和水泵响应输出，控制器按照车速实时控制风扇的转速调节风速，数据采集周期为0.1s，对动力电池包、空调系统、电池充放电系统和风扇进行数据采集；
23、步骤5：若采集到的动力电池包各个温度满足空调系统停止的临界温度值时，控制器控制制冷制热机组立即停止工作，当动力电池包各个温度满足空调系统启动的临界温度值时，控制器控制制冷制热机组再次重新启动；
24、步骤6：测试工况执行完毕试验结束，通过上位机可以对导入的测试工况的循环次数进行设定；
25、步骤7：上位机根据采集的每一时刻下的有效数据进行分析计算，输出相应的热管理能耗数据。
26、进一步地，步骤3所述测试工况包括时间、放电电流、回馈电流和车速。
27、进一步地，步骤4所述测试工况执行测试还包括：
28、每个时间点充放电系统放电电流值应为测试工况中的放电电流值与制冷制热机组工作电流值之差；
29、每个时间点充放电系统充电电流值应为测试工况中回馈电流值与制冷制热机组工作电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动力电池包试验系统，包括环境模拟系统、空调系统、控制采集系统、电池充放电系统和被测试对象，所述被测试对象包括动力电池包(5)，其特征在于，所述环境模拟系统包括高低温环境模拟实验箱(1)、电池包支架(2)、风扇(3)和防风机构(4)，所述高低温环境模拟实验箱(1)内设置电池包支架(2)和风扇(3)，所述电池包支架(2)上设置动力电池包(5)，动力电池包(5)上设置防风机构(4)；
2.根据权利要求1所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，所述电池包支架(2)为方形支架，电池包支架(2)的上端面镂空，电池包支架(2)的上端面上设置动力电池包(5)，电池包支架(2)的上端面与动力电池包(5)之间设置有橡胶材质制成的绝缘垫(6)，所述动力电池包(5)的上部设置防风机构(4)，所述防风机构(4)为方形罩状结构，防风机构(4)套设于动力电池包(5)的顶部和侧面，防风机构(4)与动力电池包(5)之间设置保温隔热材料制成的填充层，所述填充层与防风机构(4)粘贴固定。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，所述电池包支架(2)一侧设置风扇(3
4.根据权利要求1所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，所述空调系统的冷却液出水口和回水口均设置有管道，所述管道另一端分别与所述动力电池包(5)的进水口和出水口连通。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，所述控制器与上位机通过CAN总线通信连接。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，包括但不限于在动力电池包(5)低温加热速率测试、动力电池包(5)降温速率测试、动力电池包(5)综合工况测试和动力电池包(5)热管理能耗测试中的应用。
7.根据权利要求1～5任一项所述的一种动力电池包试验系统的一种动力电池包热管理能耗测试方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种动力电池包热管理能耗测试方法，其特征在于，步骤3所述测试工况包括时间、放电电流、回馈电流和车速。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池包热管理能耗测试方法，其特征在于，步骤4所述测试工况执行测试还包括：
10.根据权利要求7所述的一种动力电池包热管理能耗测试方法，其特征在于，步骤7所述热管理能耗数据如公式(1)～(4)所示：
...【技术特征摘要】
1.一种动力电池包试验系统，包括环境模拟系统、空调系统、控制采集系统、电池充放电系统和被测试对象，所述被测试对象包括动力电池包(5)，其特征在于，所述环境模拟系统包括高低温环境模拟实验箱(1)、电池包支架(2)、风扇(3)和防风机构(4)，所述高低温环境模拟实验箱(1)内设置电池包支架(2)和风扇(3)，所述电池包支架(2)上设置动力电池包(5)，动力电池包(5)上设置防风机构(4)；
2.根据权利要求1所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，所述电池包支架(2)为方形支架，电池包支架(2)的上端面镂空，电池包支架(2)的上端面上设置动力电池包(5)，电池包支架(2)的上端面与动力电池包(5)之间设置有橡胶材质制成的绝缘垫(6)，所述动力电池包(5)的上部设置防风机构(4)，所述防风机构(4)为方形罩状结构，防风机构(4)套设于动力电池包(5)的顶部和侧面，防风机构(4)与动力电池包(5)之间设置保温隔热材料制成的填充层，所述填充层与防风机构(4)粘贴固定。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池包试验系统，其特征在于，所述电池包支架(2)一侧设置风扇(3)，风扇(3)连接有外部电源。
【专利技术属性】
技术研发人员：崔海涛，夏建华，刘新甜，陈霄，代志强，吴小庆，
申请(专利权)人：河南少林客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。