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IPETRONIK電動汽車熱管理測試方案

供稿:北京風丘科技有限公司 2020/7/20 9:36:36

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  • 關鍵詞: 電動汽車測試 熱管理測試
  • 摘要:熱管理技術作為汽車節能、提高經濟性和保障安全性的重要措施,在汽車研發過程中具有重要作用。傳統燃油汽車的熱管理系統主要包括發動機、變速器散熱系統和汽車空調,而電動汽車的熱管理系統在燃油汽車熱管理架構的基礎之上,又增加了電機電控熱管理系統以及電池熱管理系統,包括了電動汽車幾乎所有的組成部分,復雜程度更高,因此成為車企開發的重點。

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相關政策

2020年5月12日,工業和信息化部組織制定的GB 18384-2020《電動汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動客車安全要求》和GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準由國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會批準發布,將于2021年1月1日起開始實施。最新標準主要規定了電動汽車的電氣安全和功能安全要求,增加了電池系統熱事件報警信號要求,提升了熱管理的重要性。

背景

熱管理技術作為汽車節能、提高經濟性和保障安全性的重要措施,在汽車研發過程中具有重要作用。傳統燃油汽車的熱管理系統主要包括發動機、變速器散熱系統和汽車空調,而電動汽車的熱管理系統在燃油汽車熱管理架構的基礎之上,又增加了電機電控熱管理系統以及電池熱管理系統,包括了電動汽車幾乎所有的組成部分,復雜程度更高,因此成為車企開發的重點。

挑戰

電動汽車相對于傳統汽車熱管理,增加了電池、電機及電子部件等熱管理需求,意味著新能源的熱管理策略更為復雜,要求更高:

?測試周期長

?動力電池對溫度敏感

?測試工況復雜

?極限工況模擬給測試人員帶來安全隱患,例如高溫、高壓。

?多個數據采集系統信號難以同步采集

?數據的深度挖掘與分析

風丘科技專注熱管理領域,涵蓋汽車空調及電動車電池熱管理系統,累積多年專業經驗,從臺架設計開發到實車路試,為您提供多方位的測試方案。

熱管理系統架構

從結構上看,新能源車的熱管理系統涵蓋了新能源汽車幾乎所有的組成部分,主要范圍包括動力電池、驅動電機、整車電控等。

 

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熱管理測試  

熱管理系統主要包括:空調制冷系統、采暖系統、電機冷卻系統和電池溫度控制系統。

熱管理測試主要測試各個回路間的管理策略:

?高低溫回路熱管理策略:低溫放電加熱控制策略;低溫充電加熱控制策略;高溫放電冷卻控制策略;高溫充電冷卻控制策略;電機高溫冷卻控制策略。

?空調系統與回路冷卻協調策略。

?空調系統與回路加熱協調策略。

解決方案 

空調系統 

空調系統不僅影響乘用車駕乘舒適性,而且也牽涉到安全性和能耗問題。采用傳統空調系統的電動汽車通常采用PTC進行乘員艙加熱,極大的縮減了電動汽車續駛里程。電動車熱泵空調系統是在傳統車用空調系統的基礎上進行改進,實現熱量由低溫區向高溫區的轉移,具有能效比(COP)高的特點,減少電能消耗。

在乘員艙有制冷需求時,空調按照傳統空調回路進行工作,空調冷媒先后流經空調壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器進行制冷;而在空調有制熱需求時,空調冷媒回路先后流經空調壓縮機進行壓縮、車內換熱器放熱,然后經由電子膨脹閥進入車外換熱器進行蒸發吸熱,形成完整熱泵循環。

 

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測試方案

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電機冷卻系統

電機冷卻系統跟發動機冷卻系統相似,一般由電動水泵、散熱器、冷卻風扇、膨脹水壺和管路等部件組成。如果車內的電子功率件(電機控制器、DCDC等)的冷卻方式與電機的相同,一般會把功率件也串聯在此回路里面,根據各個零部件的溫度特性進行排布。

 

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測試方案

 

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電池溫度控制系統

動力電池的冷卻模式主要分為風冷、液冷和直冷。風冷模式是利用自然風或者乘客艙內的制冷風流經電池的表面達到換熱冷卻的效果。液冷一般使用獨立的冷卻液管路用來加熱或冷卻動力電池,目前此種方式是冷卻的主流。直冷系統則是省去了動力電池的冷卻管路,直接使用制冷劑對動力電池進行冷卻。 

水冷模式,即電池采用水冷方式換熱。一般會增加一個換熱器與制冷循環耦合起來,通過制冷劑將電池的熱量帶走。整個系統主要包括:電子水泵,換熱器,電池散熱板,PTC加熱器、膨脹水箱。其結構如下圖所示。

 

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測試方案

 

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方案優勢: 

?支持電動車輛高壓測試,防護等級IP 67/IP 54。

?以CAN網絡為基礎,一根CAN總線引出,直接連接即可采集數據。

?組合靈活方便,縮短開發時間并降低成本,提高設備使用效率。

?按照國標和客戶的實際要求進行傳感器布點測試。

?主流的道路試驗設備,可使用在極端惡劣的環境,M系列產品工作-40~125℃。

?所有通道同步采集

?模塊測量精度高,熱電偶±0.035%,電壓±0.15%,電流±0.5%,頻率±0.01%

?抗沖擊、抗振動,開發和生產階段100%測試

?所有測量通道、總線和電源完全隔離

?傳感器斷路檢測、供電短路保護

?車載供電9~36VDC

?模塊化設計,可分布式或集中式安裝,可擴展

?支持多種總線(CAN/CANFD、LIN、FlexRay、Ethernet等)和協議(OBD、UDS、DoIP、DBC、XCP/CCP等)。


產品

硬件

模擬量模塊

 

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?4/8通道可選

?可根據需求靈活組合測試通道數

?適用于模擬量數據測試

?搭配IPETRONIK隔離設備可進行高壓環境下的模擬量測試

?測量范圍:±10mV~±100V,±20mA

?各通道給傳感器單獨供電15V/± 15V

?各通道之間完全光電隔離

?工作電壓完全適用于車載供電

?防護等級可達IP67

溫度模塊

 

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?8/16通道K、T型熱電偶測量模塊

?單通道采樣頻率:可達20Hz/100Hz

?工作溫度:-40℃到125℃

?測量范圍:-60℃~1370℃

?車載供電:9~36VDC

?微型熱電偶插頭(DIN IEC 584)

?模塊防護等級IP67

高壓溫度模塊

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?每個通道帶有獨立的高壓安全連接器

?每個通道冷端補償

?每個測量通道含狀態指示燈

?測量數據輸出到CAN

?電隔離,雙極性,最高±846 VDC

?專為發動機艙應用而設計

?堅固耐用的緊湊型模塊,適用于惡劣環境

頻率模塊

 

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?4通道脈沖頻率測量模塊

?信號模式:

頻率:0.03~200kHz

占空比:0.01%~99.99%

脈寬:1us/200s

事件計數器:重置功能模式(無重置、時間、溢出)

?回轉方向檢測(頻率、事件計數器)

?單通道采樣頻率:可5kHz

?測量精度(25℃環境溫度):±0.01%

?可調的開/關閥值 

?車載供電:9~36VDC

?工作溫度:-40℃到125℃

?每個輸入獨立傳感器供電0~15V

?4個通道LED燈測量狀態指示

?各通道之間屏蔽互不干擾

軟件

測量軟件-IPEmotion——配置、采集、存儲

優點:

?數采模塊測量的數據準確可靠

?保證制冷系統合理的制冷效率

?Climate插件可提供Log-ph圖,可對制冷系統的整個過程進行直觀分析。

使用Climate需要具備的條件:

?IPEmotion專業版軟件 

?Climate安裝包

?安裝REFPROP(NIST )軟件

 

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分析軟件-FlexPro——顯示、分析、報告

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審核編輯(王靜)
更多內容請訪問 北京風丘科技有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=45407)

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