新能源汽車電池包測試(充放電、高低溫循環(huán)、熱失控防護)對溫度控制精度要求苛刻,測試環(huán)境溫度偏差會導致電池容量、循環(huán)壽命等數據失真,極端溫度模擬不精準會影響電池安全性能評估。專用新能源汽車電池包測試冷水機通過寬溫域控溫與熱流模擬設計,滿足 GB/T 31485-2015、ISO 12405 等測試標準要求,保障測試數據可靠性。
1. 高低溫循環(huán)測試寬域控溫
針對電池包高低溫循環(huán)測試(-40℃至 85℃),冷水機采用 “復疊式制冷 + 電加熱協(xié)同系統(tǒng)”,可實現 - 45℃至 90℃的寬范圍溫度控制,且溫度波動≤±0.5℃。例如在動力電池包高低溫循環(huán)測試中,需按標準完成 “-30℃靜置 2h→5℃/min 升溫至 25℃→25℃充放電→5℃/min 升溫至 60℃→60℃靜置 2h” 的循環(huán)流程,冷水機通過精準控制測試艙內空氣溫度,確保每階段溫度達標,避免因升溫速率偏差(如實際速率 3℃/min)導致電池極化電壓異常,使循環(huán)壽命測試數據誤差控制在 5% 以內,符合測試標準對數據重復性的要求。同時配備 “溫度梯度補償” 功能,可模擬不同區(qū)域溫度差異(如電池包邊緣與中心溫差≤2℃),還原實際裝車后的溫度分布場景。
2. 充放電測試熱流模擬
電池包充放電測試(如 1C、2C 快充)中,電池會產生大量熱量(熱流密度可達 50W/L),需模擬實際車載熱管理系統(tǒng)的散熱效果。冷水機采用 “液冷板 - 冷卻液循環(huán)系統(tǒng)”,通過與電池包自帶液冷板連接,精準控制冷卻液溫度(15-35℃)與流量(5-15L/min),模擬車載散熱器的散熱能力。例如在 2C 快充測試中,冷水機可將冷卻液溫度穩(wěn)定在 25±0.3℃,使電池包最高溫度控制在 45℃以內(避免超過 50℃觸發(fā)電池保護),同時實時監(jiān)測冷卻液進出口溫差(≤3℃),計算電池散熱功率,為電池熱管理系統(tǒng)優(yōu)化提供數據支撐。此外,支持 “動態(tài)熱流調節(jié)”,可根據充放電階段(恒流、恒壓)自動調整冷卻功率,匹配電池產熱規(guī)律。
3. 熱失控防護測試低溫抑制模擬
電池包熱失控防護測試中,需模擬熱失控發(fā)生后的低溫抑制場景(如車載冷媒冷卻),冷水機采用 “超低溫快速降溫系統(tǒng)”,配合測試艙內噴淋裝置,可在 10 分鐘內將測試環(huán)境溫度從 80℃降至 - 10℃,降溫速率達 9℃/min,且溫度均勻性≤±1℃。例如在電池包熱失控蔓延抑制測試中,當某單體電池觸發(fā)熱失控(溫度升至 200℃以上),冷水機可快速啟動低溫冷卻,模擬車載熱管理系統(tǒng)的應急降溫功能,評估電池包是否能阻止熱失控蔓延,測試數據(如熱失控蔓延時間、最高溫度)的重復性達 90% 以上。同時配備 “防爆密封設計”,測試艙內管路采用 316L 不銹鋼材質,耐受高溫燃氣腐蝕,避免測試過程中出現管路破裂。
4. 測試數據同步與節(jié)能設計
冷水機支持與電池測試系統(tǒng)(BTS)、數據采集系統(tǒng)(DAQ)聯動,實時上傳冷卻液溫度、流量、測試艙溫度等數據,實現測試參數與溫度控制的同步記錄,避免數據斷聯導致的測試無效。例如在電池包容量測試中,可自動關聯 “溫度 - 容量” 數據,生成不同溫度下的容量衰減曲線,無需人工二次匹配。同時具備 “余熱回收利用” 功能:將高溫測試階段(如 60℃、85℃)產生的余熱(水溫 50-65℃)回收至測試艙預熱系統(tǒng),替代電加熱,降低測試能耗 30%-35%;在低溫測試階段(-40℃、-30℃),通過 “保溫層聯動加熱” 減少冷量損耗,進一步提升能源利用率。

新能源汽車電池包測試對數據精準性與安全性要求極高,冷水機操作需兼顧標準合規(guī)性與測試場景適配,以電池包測試專用水冷式冷水機為例:
1. 開機前系統(tǒng)與測試標準檢查
? 系統(tǒng)檢查:確認冷卻介質(專用低溫防凍液,冰點≤-50℃,比熱容≥3.5kJ/(kg?℃))液位達到水箱刻度線的 90%,檢測水泵出口壓力(穩(wěn)定在 0.6-0.8MPa),查看液冷板接口、測試艙冷卻管路密封狀態(tài)(無滲漏);啟動系統(tǒng)檢漏功能(保壓 0.8MPa,30 分鐘無壓降),確保低溫工況下無冷媒泄漏;
? 標準適配:根據測試標準(如 GB/T 31485-2015 充放電測試、GB/T 38031-2021 熱失控防護測試)設定基礎參數,安裝溫度傳感器(測試艙內布置 5 個以上測點,電池包表面布置 8-10 個測點),校準傳感器精度(誤差≤0.2℃,溯源至國家計量院新能源汽車專用標準)。
1. 分測試場景參數精準設定
根據電池包不同測試需求,調整關鍵參數:
? 高低溫循環(huán)測試:測試艙溫度范圍 - 40℃至 85℃,升溫 / 降溫速率 5℃/min(±0.5℃/min 偏差),各階段靜置時間按標準設定(如 - 30℃靜置 2h),開啟 “溫度梯度補償” 模式,設定艙內溫差≤2℃;
? 充放電測試:冷卻液溫度 15-35℃(快充測試取 25℃,低溫充放電取 15℃),流量 5-15L/min(按電池包液冷板設計參數適配),開啟 “動態(tài)熱流調節(jié)” 模式,充放電階段流量自動調整(恒流階段流量 12L/min,恒壓階段降至 8L/min);
? 熱失控防護測試:應急降溫溫度目標 - 10℃,降溫速率≥8℃/min,噴淋冷卻時冷卻液壓力 0.3-0.5MPa,開啟 “防爆保護” 模式,測試艙內溫度超過 150℃時自動切斷加熱電源;
? 設定后開啟 “標準鎖定” 功能,僅授權測試工程師可調整參數,所有操作記錄自動上傳至測試管理系統(tǒng)(LIMS),確保符合 ISO 9001 質量體系要求。
1. 運行中動態(tài)監(jiān)測與數據校準
通過冷水機 “電池測試監(jiān)控平臺”,實時監(jiān)測以下數據(每 1 分鐘記錄 1 次,形成測試原始數據臺賬):測試艙各測點溫度、冷卻液進出口溫度 / 壓力 / 流量、電池包表面溫度、充放電電壓 / 電流。若出現 “測試艙溫度偏差報警”(如實際溫度比設定值低 2℃),需先暫停測試,檢查加熱管功率(是否達到額定功率的 90%)與艙門密封狀態(tài)(是否存在漏風),調整后小范圍測試(如從 25℃升溫至 30℃)驗證溫度精度;若充放電測試中冷卻液進出口溫差超過 5℃(多因液冷板堵塞),需關閉冷卻系統(tǒng),拆卸液冷板用壓縮空氣(0.2MPa)吹掃通道,恢復后重新進行 1C 小電流充放電測試,確認熱流模擬正常;若熱失控防護測試降溫速率不足(如僅 6℃/min),需檢查制冷系統(tǒng)是否缺冷媒,補充后重新模擬低溫抑制場景。
2. 測試批次切換與停機維護
當完成一批次測試(如 10 個電池包高低溫循環(huán)測試)或切換測試類型(如從充放電測試切換至熱失控防護測試)時,需按以下流程操作:
? 切換前:降低冷水機負荷,關閉對應測試回路,排空冷卻液管路內的殘留液體(避免不同測試場景下冷卻液混用),清理測試艙內的高溫殘留物質(如電池分解產物),根據新測試類型重新校準溫度傳感器與流量傳感器;
? 切換后:進行 “空白測試驗證”(如無電池包狀態(tài)下,將測試艙從 25℃降至 - 40℃,驗證降溫速率與溫度均勻性),空白測試合格后,裝入新電池包開始正式測試;
? 日常停機維護(每日測試結束后):關閉冷水機壓縮機與加熱系統(tǒng),待設備冷卻至常溫(25-30℃)后,關閉總電源;清理冷卻液過濾器(去除雜質、金屬碎屑),檢測冷卻介質冰點與比熱容(冰點需≤-45℃,比熱容≥3.5kJ/(kg?℃)),不足時補充或更換;檢查防爆密封件(如測試艙門密封圈)是否老化,更換損壞部件。
1. 特殊情況應急處理
? 冷卻液泄漏(測試中):立即暫停測試,切斷電池包電源(防止短路),關閉冷卻液管路閥門,用吸液棉清理泄漏區(qū)域(避免冷卻液接觸電池電極),更換損壞的管路或密封件后,重新進行檢漏測試(保壓 0.8MPa,30 分鐘無壓降),合格后方可恢復測試,已泄漏的冷卻液需按危廢規(guī)范處理;
? 突然停電(高低溫循環(huán)測試中):迅速關閉冷水機總電源,斷開與電池包、測試艙的連接,啟動備用發(fā)電機(30 秒內恢復供電),優(yōu)先恢復測試艙保溫系統(tǒng)(如 - 40℃測試時,開啟備用加熱防止管路結冰);恢復供電后,先將測試艙溫度升至 25℃(常溫),檢查電池包狀態(tài)(是否出現鼓包、漏液),確認無異常后,重新校準溫度參數,從停電前的測試階段繼續(xù)(避免從頭開始);
? 電池熱失控蔓延(測試中):立即啟動測試艙防爆排風系統(tǒng)(換氣次數≥20 次 / 小時),關閉冷水機冷卻液循環(huán)(防止高溫損壞管路),開啟應急低溫冷卻模式(最大降溫速率),同時啟動滅火系統(tǒng)(如七氟丙烷滅火);待火勢控制后,關閉所有設備電源,待測試艙溫度降至常溫,檢查冷水機管路是否被高溫損壞(如管路變形),更換受損部件后,重新進行系統(tǒng)調試,禁止直接恢復測試。
? 日常維護重點:每日清潔設備表面與冷卻液過濾器,檢測冷卻介質液位、冰點與比熱容;每批次測試后,校準溫度傳感器與流量傳感器(溯源至國家計量標準);每周檢查測試艙防爆密封狀態(tài)與制冷系統(tǒng)冷媒壓力;每月對壓縮機進行維護(更換專用冷凍油),清理換熱器表面灰塵(避免影響換熱效率);每季度進行系統(tǒng)全性能測試(如從 - 45℃至 90℃的溫度控制精度驗證),確保符合測試標準要求;
選型建議:高低溫循環(huán)測試選 “寬域控溫冷水機”(制冷量 50-100kW,控溫范圍 - 45℃至 90℃),充放電測試選 “液冷板專用冷水機”(帶動態(tài)流量調節(jié),流量范圍 5-15L/min),熱失控防護測試選 “超低溫快速降溫冷水機”(降溫速率≥8℃/min);大型電池測試實驗室建議選 “多回路集中供冷系統(tǒng)”(總制冷量 200-300kW,支持 5-8 個測試艙并聯);選型時需根據測試艙容積與電池包功率匹配(如 10m3 測試艙 + 100kWh 電池包,需配套 80-100kW 冷水機),同時考慮測試標準對溫度精度、速率的要求,確保滿足新能源汽車電池包全場景測試需求,保障測試數據精準與安全。