一种汽车动力电池热管理系统性能测试系统及测试方法与流程

本发明涉及动力电池，尤其涉及一种汽车动力电池热管理系统性能测试系统及测试方法。

背景技术：

1、随着新能源行业的快速发展，新能源汽车的需求量也越来越多，新能源汽车的换电站也开始区域性布点建立起来。区别于乘用车换电，新能源汽车换电会很频繁，这就导致换电站中一直会有电池包在充电。为提高其充电效率，降低热损耗，一般会将充电温度控制在一定范围内。当然，电池包在正常工作时也需要保证在一定的工作温度区间内。

2、其中新能源汽车中的动力电池热管理系统的作用就是控制电池包在充电或其他工作状态时的温度。若电池包的温度低于温度下限时，热管理系统通过其控温模块输出较高温度的循环液与电池包换热，提高其温度；若电池包的温度高于温度上限时，通过热管理系统输出较低温度的循环液与电池包换热，降低其温度。尤其是电池包的温度高于温度上限，如果热管理系统不能及时控温将带来很大的安全隐患。

3、为了有效验证热管理系统在电池包的温度高于温度上限的情况下的功能和性能需求，目前的方法在站点实际天气气候及电池仓内电池布满的情况下进行测试验证。而目前的测试方法存在以下缺点：1)新能源汽车动力电池昂贵，满配电池测试成本过高。热管理系统测试时，需要在电池包满配的状态下验证其功能和性能情况。这就需要将电池仓内的电池配满24块甚至更多。由于单体电池价格昂贵，所以配满电池包测试，成本过高。2)热管理系统测试，无法长期进行测试。动力电池充电时释放的热量是热管理系统的热负荷。但是当电池相继充电充满后不再充电，热管理系统的热负荷逐渐减小。当热负荷降低到一定值时，测试也就无法再进行。因此，现有的测试方法无法满足测试需要。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车动力电池热管理系统性能测试系统及测试方法，在不配满电池包的情况下，也能满足对动力电池热管理系统的功能和性能的测试，可降低测试成本，而且无论外部条件如何，热管理系统都能长期进行测试，可满足各种测试需求。

2、为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述汽车动力电池热管理系统性能测试系统，包括用于模拟动力电池工作状态的电池热量模拟装置，所述电池热量模拟装置的入水口通过流量调节装置与电池热管理系统的出水口相连，所述电池热量模拟装置的排水口与电池热管理系统的进水口相连。

3、所述电池热量模拟装置包括用于容纳循环液的容纳仓，所述容纳仓内安装有加热器和温度传感器，所述温度传感器通过控制单元与加热器相连。

4、所述容纳仓设置为柱形仓体，所述加热器设置有多组且相互并联，多组所述加热器沿所述容纳仓的周向间隔布置。

5、多组所述加热器通过固态继电器与所述控制单元相连，所述控制单元与所述固态继电器安装在电控柜内。

6、所述容纳仓的顶部安装有与内部连通的三通管，所述三通管的一侧端口设置入水口，所述三通管的顶部端口安装有自动排气阀。

7、所述容纳仓的上部安装有液位传感器，所述容纳仓的顶部设置有溢流口，所述溢流口处安装有溢流阀，所述液位传感器通过控制单元与报警单元和所述溢流阀相连；所述容纳仓的底部设置排水口，所述排水口通过管道ⅰ与所述电池热管理系统的进水口相连。

8、所述流量调节装置包括连接管道及其上安装的流量调节器，所述连接管道的一端通过管道ⅱ与所述入水口相连，所述连接管道的另一端通过管道ⅲ与所述电池热管理系统的出水口相连。

9、所述电池热管理系统与外置的数显控制器通讯相连以显示电池热管理系统的制冷量。

10、一种汽车动力电池热管理系统性能测试方法，运用所述的测试系统，包括：

11、1)根据测试的电池单体的数量n，调节电池热量模拟装置输出的加热功率q需和进入电池热量模拟装置的水流量q总；

12、2)所述电池热管理系统运行并自动采集其出水口温度t出和进水口温度t进；

13、3)整个测试系统稳定运行设定的时间，并控制电池热量模拟装置内部温度达到设定的温度范围；

14、4)计算电池热管理系统的制冷量q测＝q总*(t进-t出)，并判断q测与q需之间的大小；若q测≥q需，则电池热管理系统性能满足要求，若q测<q需，则电池热管理系统性能不满足要求。

15、在步骤1)中，一个电池单体的发热功率为p，所需的冷却循环液流量为q，则q需＝p*n*110％，q总＝q*n；

16、所述电池热管理系统运行的条件包括：1)所述电池热量模拟装置内部循环液的液位覆盖内部的加热器；2)t出的范围是9-12℃。

17、本发明的有益效果是：

18、1、本发明提供了一种汽车动力电池热管理系统性能测试系统及测试方法，通过设计一种电池热量模拟装置可模拟动力电池的工作状态，即可根据电池单体的数量调节电池热量模拟装置的加热功率，将电池热量模拟装置通过流量调节装置与电池热管理系统相连，可根据电池单体的数量调节流入电池热量模拟装置的水流量。因此，整个测试系统可模拟动力电池的温度高于工作温度上限时电池热管理系统的工作状态，通过检测电池热管理系统的制冷量，并将其与电池热量模拟装置输出的加热功率进行比较，可判断电池热管理系统的性能是否满足要求。因此，整个测试系统在不配满电池包的情况下，也能满足对动力电池热管理系统的功能和性能的测试，测试成本降低，而且无论外部条件如何，热管理系统都能长期进行测试，可满足各种测试需求，通用性强。

19、2、本发明设计了一种电池热量模拟装置，其包括容纳仓及内部的多组加热器、温度传感器、液位传感器、自动排气阀、溢流阀，整个装置可模拟动力电池释放热量的状态，而不受外界环境的影响，制作成本低，测试的安全性高，功能齐全，可重复使用，进一步降低了测试成本。

技术特征：

1.一种汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于，包括用于模拟动力电池工作状态的电池热量模拟装置，所述电池热量模拟装置的入水口通过流量调节装置与电池热管理系统的出水口相连，所述电池热量模拟装置的排水口与电池热管理系统的进水口相连。

2.根据权利要求1所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：所述电池热量模拟装置包括用于容纳循环液的容纳仓，所述容纳仓内安装有加热器和温度传感器，所述温度传感器通过控制单元与加热器相连。

3.根据权利要求2所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：所述容纳仓设置为柱形仓体，所述加热器设置有多组且相互并联，多组所述加热器沿所述容纳仓的周向间隔布置。

4.根据权利要求3所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：多组所述加热器通过固态继电器与所述控制单元相连，所述控制单元与所述固态继电器安装在电控柜内。

5.根据权利要求2所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：所述容纳仓的顶部安装有与内部连通的三通管，所述三通管的一侧端口设置入水口，所述三通管的顶部端口安装有自动排气阀。

6.根据权利要求2所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：所述容纳仓的上部安装有液位传感器，所述容纳仓的顶部设置有溢流口，所述溢流口处安装有溢流阀，所述液位传感器通过控制单元与报警单元和所述溢流阀相连；

7.根据权利要求1所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：所述流量调节装置包括连接管道及其上安装的流量调节器，所述连接管道的一端通过管道ⅱ与所述入水口相连，所述连接管道的另一端通过管道ⅲ与所述电池热管理系统的出水口相连。

8.根据权利要求1所述的汽车动力电池热管理系统性能测试系统，其特征在于：所述电池热管理系统与外置的数显控制器通讯相连以显示电池热管理系统的制冷量。

9.一种汽车动力电池热管理系统性能测试方法，运用如权利要求1～8任意一项所述的测试系统，其特征在于：包括：

10.根据权利要求9所述的汽车动力电池热管理系统性能测试方法，其特征在于：在步骤1)中，一个电池单体的发热功率为p，所需的冷却循环液流量为q，则q需＝p*n*110％，q总＝q*n；

技术总结一种汽车动力电池热管理系统性能测试系统及测试方法，属于动力电池技术领域，该汽车动力电池热管理系统性能测试系统，包括用于模拟动力电池工作状态的电池热量模拟装置，所述电池热量模拟装置的入水口通过流量调节装置与电池热管理系统的出水口相连，所述电池热量模拟装置的排水口与电池热管理系统的进水口相连，本发明的有益效果是，本发明在不配满电池包的情况下，也能满足对动力电池热管理系统的功能和性能的测试，测试成本降低，而且无论外部条件如何，热管理系统都能长期进行测试，可满足各种测试需求，通用性强。技术研发人员：周灵刚,柳成,王钰麟受保护的技术使用者：安徽致上和科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10