安全且可靠的电动车电池大战开启

随着电动车产业蓬勃发展,想在这场竞赛中夺得先机,决胜点就是电池。此外,为满足电动车持续增加的新车订单与电池更换的需求,各家车厂也开始拓展电池产量。特斯拉(Tesla)积极打造超级电池工厂自制电池。丰田(Toyota)也宣布将要大规模投资电池生产与研发并且在2025年前再扩增10条产线。然而,电池的研发已不仅仅是专注于储能和能量,要如何确保电池的可靠性和安全性,正成为产业发展的新课题。因此,每一个电动车电池出厂前都需要通过电气安全测试,来确保其安全且合乎安规规范。

电动车电池相关法规

为了提升续航力,电动车需要使用数颗电池串并联组成300V以上的电池包。远高于安全电压(< 60Vdc),因此需要格外重视电池包的电气安全。而一个电池包是由数个电池模块组成,而每个电池模块又由数个电芯组成,若电池模块与电芯有任何问题,将造成电池包的损坏还会带来潜在的安全疑虑。因此,大多数的制造商在组成电池包前对电芯进行绝缘测试,判断内部是否存在异物颗粒以及内部绝缘层是否有损伤。也会对电池模块正负端对外壳的耐压测试,确保其组装与结构安全无虞。

而完整的电池包则需通过UL 2580的电气安全测试,以下为电气安全测试项目:

  • 绝缘测试

使用最高工作电压(一般为300Vdc至 600Vdc)进行60秒的绝缘测试,绝缘阻抗值必须大于100W/Vdc (30000W-60000W)。若绝缘能力不足,有可能会发生绝缘失效导致电池损坏。

  • 耐压测试
    检测电池包内的组装和结构是否正确,避免绝缘失效发生。使用2倍额定直流电压(600Vdc 至 1200 Vdc)进行60秒的耐压测试,测试结束不能发生绝缘崩溃的情况。

测试方法如下图所示,测试电压轮流施加于电池包正/负极与外壳

图一: UL 2580电池测试接线配置

在中国,电动车电池包则需符合GB 38031,电气安全测试的项目为绝缘阻抗测试,对电池包的正负两端对外壳进行绝缘阻抗值测量,如图二。施加500 Vdc或是1.5倍额定电压(一般测试电压最高为900Vdc)进行60秒的测试,测量结果需大于100 Ω/V (通常为30000Ω至60000Ω)。

图二: GB 38031电池测试接线配置

华仪电子完整测试解决方案

针对电动车电池电气安全测试,依据您的需求可选择华仪电子全新产品ESM-500 MultiPRO安规综合测试平台以及SE系列安规综合分析仪。ESM-500 是产线测试的绝佳解决方案,多种模块可以自己搭配满足您产线的需求,并且并联多台同步测试提升测试效率。模块化的设计,方便您迅速替换备用模块排除故障。SE系列同时具有交/直流耐压和绝缘阻抗测试功能,最高输出功率可达500VA符合UL安规对测试仪的要求。随着电池伏特持续增加,SE系列交直流耐压分别提供高达5kVac和6kVdc的测试电压以及6kVdc的绝缘阻抗测试,可满足研发与实验室的测试需求。

图三: ESM-500 MultiPRO与电池测试接线配置

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