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純電動汽車就測“三電系統”嘍
 

文/ AutoLab 張一
 

大家都知道汽車在量產前要做“三高測試”。一輛車，在出廠之前是不會知道自己將來要去哪些地方。可能是茫茫戈壁、可能是熱帶密林，也有可能是茫茫戈壁和熱帶密林都有，順便再加上高原大山和零下幾十度的極北寒地。
 

如何保證一臺車在未來十幾年有限的壽命中，不會因為去了一趟高原戈壁灘結果拋了錨?辦法只有一個，就是讓它在出廠前把這些代表性的環境先過一遍，這也就是我們俗稱的汽車廠家們的“三高測試”——所謂的“三高”絕不是什么高血壓、高血糖和高血脂，而是高溫、高寒和高海拔。

三高測試的過程中需要驗證的對象比較多，包括發動機匹配試驗、ECU及各傳感器溫度測試、高溫高寒環境下整車質量、駕駛性能標定、整車線束高寒高溫環境的標定等等。
 

而在高原測試中，因為高原環境氣壓較低，空氣稀薄，燃油車的進氣歧管、催化器、氧傳感器等方面所處的環境都與平原地區不同。所以在高原環境下燃油車會進行發動機冷熱啟動試驗、進氣修正、爆震標定驗證等等一系列測試。

而對于純電動車來說，由于發動機、變速箱、燃油系統、進排氣系統等都不存在，取而代之的是以動力電池、驅動電機、整車電控組成的“三電系統”。高原環境對電動車的影響也主要集中這一塊。
 

三電系統中，電機本身工作性能不受低氧、低壓環境影響，基本上可以忽略不計。所以咱們先說說純電動汽車中最最最重要的電池。針對電池的測試內容通常包括對電池機械疲勞、熱疲勞、密封性、循環壽命、腐蝕、接插件、材料等各方面的驗證等等。例如威馬針對電池要做的測試多達16項。

而在高原測試中對電池的測試，例如電池包密封性試驗，因為高原環境下大氣壓強低，電動車動力電池承受內外壓強差不一致，可能導致外殼破裂，泄露等問題。而壓強的變化也可能會造成電池內部結構的變化，對動力電池的充放電特性造成一定的影響。
 

11年前曾經和朋友去過一次西藏阿里，在扎達縣的時候，朋友車上的OPTIMA蓄電池漏液了——這可是美軍主戰坦克上的御用電池，號稱被槍射穿都能工作。后來找江森自控的工程師朋友一問，人家回答說，沒辦法，美國沒這么高的高原，做不了極端的高原測試。
 

所以說，這就是活現例。

國家標準GB/T31467.3《電動汽車用鋰離子包和系統測試規程安全性要求與檢測辦法》中規定，鋰離子電池在海拔4000m環境下進行放電，蓄電池包或系統應無放電電流銳變、電壓異常、泄露等現象。

中國汽車技術研究中心曾做過測試，將鋰電池放在0m、4000m、6000m環境下進行放電試驗，發現電池放電性能基本不受海拔影響。如上圖，三條代表放電性能的曲線幾乎重在一塊。

而高原低壓環境對電池影響較大的另一點是電池的熱穩定性，如上圖所示。這就需要對動力電池系統中熱管理系統進行高原測試了。畢竟電池是個嬌貴的東西，冷了不行，熱了不行，主流的三元鋰電池適宜的工作溫度只在35度-40度區間。
 

而且海拔較高，氣壓低，動力電池的散熱性能也會降低，，所以這種情況下熱管理系統能否保證電池長期處于舒適的充放電環境很重要，這也需要到高原環境下做標定。
 

至于“三電系統”中的電控系統，它大概相當于一臺純電動車的神經中樞，涉及面很多很復雜。純電動車在高原測試中對電控系統的應該主要是針對各種傳感器、線束控制等方面的冗余測試，同時也要保證VCU（整車控制器）不會出現“死機”或其他問題。“奔馳失控現象”雖然是假新聞，但也足以表明VCU出了問題有多可怕。
 

還有一點是制動能量回收系統測試，電動車制動能量回收由電制動系統和液壓制動系統共同完成。液壓制動系統則是電動車制動能量回收系統關鍵的執行機構，傳統燃油車制動系統通常是發動機帶動機械真空泵或者利用進氣歧管負壓抽真空。

而純電動車沒有發動機，大多采用電子真空泵，而電子真空泵在高原氣壓變化時，往往無法提供和在平原地區一樣高的真空度，踏板力會變大，降低制動舒適度。
 

其實除了三電系統之外，純電動車需要在高原環境下進行試驗標定的內容還有很多，諸如轉向、空調、NVH性能等測試，但這些和燃油車標定是差不多的