本發(fā)明涉及電動汽車動力電池測試領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車動力電池壽命測試裝置和方法。

背景技術(shù)：

動力電池作為電動汽車的核心部件，其壽命的測試和評估無論對于研發(fā)和應(yīng)用都是十分必要和重要的。如果得知?jiǎng)恿﹄姵氐氖褂脡勖A(yù)知失效時(shí)間，研發(fā)部門可以據(jù)此設(shè)計(jì)或修改產(chǎn)品，生產(chǎn)企業(yè)可以把握產(chǎn)品質(zhì)量和使用周期，從而為成本計(jì)算和故障修復(fù)提供依據(jù)。而如果應(yīng)用道路試驗(yàn)來進(jìn)行壽命測試，雖然比較接近實(shí)際工況，但是時(shí)間周期很長，成本高，并不太適應(yīng)當(dāng)前工程發(fā)展的需要。因此，電動汽車動力電池包壽命要預(yù)先估計(jì)其壽命模型再進(jìn)行加速試驗(yàn)獲得。

從當(dāng)前對動力電池加速壽命模型的研究來看，主要存在以下問題。

問題一，只考慮了某一個(gè)或少數(shù)應(yīng)力的加速模型，但多個(gè)應(yīng)力之間未考慮相互作用產(chǎn)生的影響因素，難以真實(shí)表現(xiàn)電動汽車動力電池的實(shí)際復(fù)雜工況。

例如，只考慮充放電電流工況的線性擬合模型：

y＝kx+b

其中，k和b為試驗(yàn)待測常數(shù)，x為循環(huán)次數(shù)，y為待測容量，該模型中的工況只考慮了充放電電流。

再如，考慮溫度和電應(yīng)力的壽命模型：

l＝exp[a(e)+b(e)/t]

其中

a(e)＝a1+a2e

b(e)＝b1+b2e

其中，t為絕對溫度，e為電應(yīng)力，a1、a2、b1、b2為常數(shù)，均由試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，因?yàn)楫?dāng)電應(yīng)力在某個(gè)水平之下時(shí)，動力電池的壽命與此電應(yīng)力的相關(guān)性較小，因此這個(gè)模型也不能全面反映動力電池的壽命與各應(yīng)力之間的關(guān)系。

問題二，考慮相互影響的多應(yīng)力加速模型，其求解復(fù)雜，假設(shè)太多，預(yù)測的真實(shí)性還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

例如，考慮多種應(yīng)力的ph模型：

其中，λ0(t)為與時(shí)間相關(guān)的基本失效函數(shù)，為只與各種應(yīng)力相關(guān)而與時(shí)間無關(guān)的正函數(shù)，其中為行向量，為列向量，m為與時(shí)間獨(dú)立的應(yīng)力變量個(gè)數(shù)。從中可以看出，求解該模型變得相當(dāng)復(fù)雜，且參數(shù)更多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車動力電池壽命測試裝置和方法，在同時(shí)考慮多種因素的情況下，簡單并快速地測得電動汽車動力電池的壽命。

本發(fā)明提供了一種電動汽車動力電池壽命測試裝置，包括：

振動臺，被測試的電動汽車動力電池固定安裝于所述振動臺，所述振動臺可按照設(shè)定頻率、加速度和位移進(jìn)行振動；

恒溫恒濕室，所述振動臺連同固定安裝于其上的電動汽車動力電池共同置于所述恒溫恒濕室內(nèi)，所述恒溫恒濕室可按照設(shè)定溫度和濕度提供恒溫恒濕環(huán)境；

充放電設(shè)備，所述充放電設(shè)備位于所述恒溫恒濕室外，并電連接于被測試的所述電動汽車動力電池，以對所述電動汽車動力電池進(jìn)行充放電并記錄所述電動汽車動力電池的電壓、電流和溫度；以及，

控制電腦，所述控制電腦位于所述恒溫恒濕室外并電連接于所述振動臺和充放電設(shè)備，以控制所述振動臺按照所設(shè)定的頻率、加速度和位移進(jìn)行振動，控制所述充放電設(shè)備對所述電動汽車動力電池進(jìn)行充放電和電池信息采集，并根據(jù)所采集的電池信息測算被測試的電動汽車動力電池(2)的預(yù)估壽命里程。

進(jìn)一步，所述充放電設(shè)備通過主電纜連接于所述電動汽車動力電池，以對所述電動汽車動力電池進(jìn)行充放電；并且，

所述充放電設(shè)備通過電壓采集線、電流采集線和溫度采集線連接于所述電動汽車動力電池，以采集所述電動汽車動力電池的電壓、電流和溫度信息。

進(jìn)一步，所述電池信息包括所述電動汽車動力電池的電壓、電流和溫度信息。

進(jìn)一步，所述控制電腦通過數(shù)據(jù)線連接于所述充放電設(shè)備，以通過所述數(shù)據(jù)線獲取所述電池信息，并利用所述電池信息確定被測試的所述電動汽車動力電池的壽命。

本發(fā)明還提供了一種電動汽車動力電池壽命測試方法，所述電動汽車動力電池壽命測試方法采用如上任一項(xiàng)所述的電動汽車動力電池壽命測試裝置，所述方法包括：

分別設(shè)定第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件；

利用振動臺模擬汽車行駛時(shí)的振動；

在所述振動臺振動的同時(shí)，對被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行第一充放電循環(huán)操作，并獲取第一充放電循環(huán)操作中的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的第一趨勢公式，以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間變化的第二趨勢公式；

利用所述第一趨勢公式和第二趨勢公式迭代計(jì)算被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行的隨后的充放電循環(huán)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差；

當(dāng)?shù)?jì)算出的放電容量達(dá)到預(yù)設(shè)的放電容量閾值，或者當(dāng)?shù)?jì)算出的最大單體電壓差達(dá)到預(yù)設(shè)的電壓差閾值時(shí)，停止迭代計(jì)算；

將停止迭代計(jì)算時(shí)，已經(jīng)歷的所有循環(huán)的時(shí)間的累加作為被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命，將被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命內(nèi)所述振動臺的振動譜線對應(yīng)的汽車行駛里程作為被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命里程。

進(jìn)一步，對被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行第一充放電循環(huán)操作，并獲取第一充放電循環(huán)操作中的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的第一趨勢公式，以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間變化的第二趨勢公式，包括：

執(zhí)行第一充放電循環(huán)loop1過程：

在第一環(huán)境條件下，執(zhí)行以下步驟a至步驟c的過程：

步驟a、在所述振動臺并不震動的狀態(tài)下，開啟所述充放電設(shè)備，以ic電流對被測試的電動汽車動力電池充電至最大soc；

步驟b、開啟所述振動臺，使得所述振動臺按照汽車行駛時(shí)的動力電池振動譜線對被測試的電動汽車動力電池施加振動，同時(shí)利用所述充放電設(shè)備對所述電動汽車動力電池進(jìn)行放電，當(dāng)動力電池的電量放完時(shí)，在所述振動臺并不震動的狀態(tài)下，以ic電流對被測試的電動汽車動力電池充電至最大soc；

步驟c、重復(fù)上述步驟b的放電充電過程，并采集上述步驟b的放電充電過程中的被測試的電動汽車動力電池的電壓、電流，計(jì)算被測試的電動汽車動力電池每次放完電時(shí)的放電容量值q11i和被測試的電動汽車動力電池中的單體電池的最大電壓差值δu11i，并記錄總時(shí)間t，其中，i表示放電的次數(shù)；

在所述第一環(huán)境條件下，當(dāng)計(jì)算獲得的放電容量q11i出現(xiàn)下降趨勢時(shí)，在第二環(huán)境條件下，執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，其中，在第二環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，與在第一環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程的時(shí)長相同；

在所述第二環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程結(jié)束后，在第三環(huán)境條件下，執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，其中，在第三環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，與在第一環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程的時(shí)長相同；

在所述第三環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程結(jié)束后，在第四環(huán)境條件下，繼續(xù)執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，其中，在第四環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，與在第一環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程的時(shí)長相同；

分別擬合第一環(huán)境條件階段、第二環(huán)境條件階段、第三環(huán)境條件階段、第四環(huán)境條件階段的近似公式qa1＝fa1(t)和δua1＝φa1(t)、qa2＝fa2(t)和δua2＝φaa(t)、qa3＝f13(t)和δua3＝φa3(t)、qa4＝f14(t)和δua4＝φa4(t)，其中，qa1為第一環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的值，δua1為第一環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa2為第二環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua2為第二環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa3為第三環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua3為第三環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa4為第四環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua4為第四環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，t為放電時(shí)間；

結(jié)束第一充放電循環(huán)loop1過程。

進(jìn)一步，利用所述第一趨勢公式和第二趨勢公式迭代計(jì)算被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行的隨后的充放電循環(huán)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差，包括：

將第一充放電循環(huán)loop1中，第四環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量值q14n和最大單體電壓差值δu14n的值，作為第二充放電循環(huán)loop2的第一環(huán)境條件階段的第一次放電容量值q211和第一次被測試的電動汽車動力電池中的單體電池的最大電壓差值δu211，按照上述第一環(huán)境條件階段、第二環(huán)境條件階段、第三環(huán)境條件階段、第四環(huán)境條件階段的近似公式qa1＝fa1(t)和δua1＝φa1(t)、qa2＝fa2(t)和δua2＝φ12(t)、qa3＝f13(t)和δua3＝φa3(t)、qa4＝f14(t)和δua4＝φa4(t)，由q211和δu211推導(dǎo)出第二充放電循環(huán)loop2中第四環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量q24n和最大單體電壓差δu24n；

重復(fù)采用上述計(jì)算以依次獲取第二充放電循環(huán)loop2之后各個(gè)充放電循環(huán)中第四環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量值和最大單體電壓差值。

進(jìn)一步，所述第一環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第一平均溫度和第一平均濕度；

所述第二環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第二平均溫度和第二平均濕度；

所述第三環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第三平均溫度和第三平均濕度；

所述第四環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第四平均溫度和第四平均濕度。

進(jìn)一步，所述第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件分別對應(yīng)冬季、春季、夏季和秋季的電動汽車動力電池使用環(huán)境條件。

從上述方案可以看出，本發(fā)明的電動汽車動力電池壽命測試裝置和方法同時(shí)考慮了環(huán)境溫度和濕度、充放電電流工況、充放電深度、行駛過程中的振動等多種因素，基本囊括了動力電池實(shí)際運(yùn)行的復(fù)雜工況，同時(shí)，依據(jù)材料在極限范圍內(nèi)失效機(jī)理不變這一常理，截取合適的試驗(yàn)時(shí)間，擬合出動力電池包的放電容量與時(shí)間的關(guān)系式，從而用此關(guān)系式反復(fù)迭代，求解出高精度的預(yù)測壽命。本發(fā)明相比原有方法由于考慮了影響動力電池包的各種工況因素，而且沒有預(yù)先假設(shè)復(fù)雜的模型，只是通過試驗(yàn)和分段擬合的辦法求解出最后模型公式，因而具有預(yù)測精度高(考慮了多種主要影響工況，而且依據(jù)了極限范圍內(nèi)材料失效機(jī)理不變這一常理假設(shè))、試驗(yàn)時(shí)間較短(截取的是試驗(yàn)的一部分時(shí)間)，實(shí)現(xiàn)簡單(無須搭建復(fù)雜的壽命模型)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合電動汽車動力電池壽命的快速評估。

附圖說明

以下附圖僅對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車動力電池壽命測試裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車動力電池壽命測試方法的流程示意圖。

標(biāo)號說明

11、振動臺

12、恒溫恒濕室

13、充放電設(shè)備

14、控制電腦

2、電動汽車動力電池

具體實(shí)施方式

為了對發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)部分，而并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。

在本文中，“一個(gè)”并不表示將本發(fā)明相關(guān)部分的數(shù)量限制為“僅此一個(gè)”，并且“一個(gè)”不表示排除本發(fā)明相關(guān)部分的數(shù)量“多于一個(gè)”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等僅用于表示相關(guān)部分之間的相對位置關(guān)系，而非限定這些相關(guān)部分的絕對位置。

在本文中，“第一”、“第二”等僅用于彼此的區(qū)分，而非表示重要程度及順序、以及互為存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非嚴(yán)格的數(shù)學(xué)和/或幾何學(xué)意義上的限制，還包含本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的且制造或使用等允許的誤差。除非另有說明，本文中的數(shù)值范圍不僅包括其兩個(gè)端點(diǎn)內(nèi)的整個(gè)范圍，也包括含于其中的若干子范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車動力電池壽命測試裝置，包括振動臺11、恒溫恒濕室12、充放電設(shè)備13和控制電腦14。其中，被測試的電動汽車動力電池2固定安裝于所述振動臺11，所述振動臺11可按照設(shè)定頻率、加速度和位移進(jìn)行振動。所述振動臺11連同固定安裝于其上的電動汽車動力電池2共同置于所述恒溫恒濕室12內(nèi)，所述恒溫恒濕室12可按照設(shè)定溫度和濕度提供恒溫恒濕環(huán)境。所述充放電設(shè)備13位于所述恒溫恒濕室12外，并且，所述充放電設(shè)備13電連接于被測試的所述電動汽車動力電池2，以對所述電動汽車動力電池2進(jìn)行充放電并記錄所述電動汽車動力電池2的電壓、電流和溫度。所述控制電腦14位于所述恒溫恒濕室13外，并且，所述控制電腦14電連接于所述振動臺11和充放電設(shè)備13，以控制所述振動臺11按照所設(shè)定的頻率、加速度和位移進(jìn)行振動，并控制所述充放電設(shè)備13對所述電動汽車動力電池2進(jìn)行充放電以及對電池信息進(jìn)行采集。其中，所述電池信息包括有所述電動汽車動力電池2的電壓、電流和溫度信息。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述充放電設(shè)備13通過主電纜連接于所述電動汽車動力電池2，以對所述電動汽車動力電池2進(jìn)行充放電。另外，為了采集所述電動汽車動力電池2的電壓、電流和溫度信息，所述充放電設(shè)備13還通過電壓采集線、電流采集線和溫度采集線連接于所述電動汽車動力電池2，以采集所述電動汽車動力電池2的電壓、電流和溫度信息。圖1僅作為示意，沒有具體示出電壓采集線、電流采集線和溫度采集線等關(guān)于各種線纜的連接關(guān)系。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述控制電腦14通過數(shù)據(jù)線連接于所述充放電設(shè)備13，以通過所述數(shù)據(jù)線獲取所述電池信息(即所述電動汽車動力電池2的電壓、電流和溫度信息)，并利用所述電池信息確定被測試的所述電動汽車動力電池2的壽命，即根據(jù)所采集的電池信息測算被測試的電動汽車動力電池2的預(yù)估壽命里程。

本發(fā)明實(shí)施例中，關(guān)于所述電動汽車動力電池2的壽命的獲得，主要是利用所述充放電設(shè)備13對所述電動汽車動力電池2進(jìn)行充放電時(shí)所采集的電池信息對時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)行相關(guān)公式擬合，進(jìn)而利用該相關(guān)公式進(jìn)行外推以確定所述電動汽車動力電池2的壽命。關(guān)于相關(guān)的計(jì)算工作，由控制電腦14利用所收集的所述電池信息和時(shí)間進(jìn)行計(jì)算完成。

本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車動力電池壽命測試方法，采用上述電動汽車動力電池壽命測試裝置，如圖2所示，該方法包括：

分別設(shè)定第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件；

利用振動臺模擬汽車行駛時(shí)的振動；

在所述振動臺振動的同時(shí)，對被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行第一充放電循環(huán)操作，并獲取第一充放電循環(huán)操作中的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的第一趨勢公式，以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間變化的第二趨勢公式，其中，放電容量是指放電釋放的電量，單位為ah(安時(shí))；

利用所述第一趨勢公式和第二趨勢公式迭代計(jì)算被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行的隨后的充放電循環(huán)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差；

當(dāng)?shù)?jì)算出的放電容量達(dá)到預(yù)設(shè)的放電容量閾值，或者當(dāng)?shù)?jì)算出的最大單體電壓差達(dá)到預(yù)設(shè)的電壓差閾值時(shí)，停止迭代計(jì)算；

將停止迭代計(jì)算時(shí)，已經(jīng)歷的所有循環(huán)的時(shí)間的累加作為被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命，將被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命內(nèi)所述振動臺的振動譜線對應(yīng)的汽車行駛里程作為被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命里程。

進(jìn)一步地，上述方法中，對被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行第一充放電循環(huán)操作，并獲取第一充放電循環(huán)操作中的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的第一趨勢公式，以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間變化的第二趨勢公式，包括：

執(zhí)行第一充放電循環(huán)loop1過程：

在第一環(huán)境條件下，執(zhí)行以下步驟a至步驟c的過程：

步驟a、在所述振動臺并不震動的狀態(tài)下，開啟所述充放電設(shè)備，以ic電流對被測試的電動汽車動力電池充電至最大soc，并靜置一段時(shí)間，該靜置時(shí)間可依據(jù)實(shí)際情況而定；

步驟b、開啟所述振動臺，使得所述振動臺按照汽車行駛時(shí)的動力電池振動譜線對被測試的電動汽車動力電池施加振動，同時(shí)利用所述充放電設(shè)備對所述電動汽車動力電池進(jìn)行模擬真實(shí)運(yùn)行電流(或nedc)的放電，當(dāng)動力電池的電量放完時(shí)(即放電到動力電池的截止電壓時(shí))，在所述振動臺并不震動的狀態(tài)下，以ic電流對被測試的電動汽車動力電池充電至最大soc，并靜置一段時(shí)間，該靜置時(shí)間可依據(jù)實(shí)際情況而定；

步驟c、重復(fù)上述步驟b的放電充電過程，并采集上述步驟b的放電充電過程中的被測試的電動汽車動力電池的電壓、電流，計(jì)算被測試的電動汽車動力電池每次放完電時(shí)的放電容量值q11i和被測試的電動汽車動力電池中的單體電池的最大電壓差值δu11i，并記錄總時(shí)間t，其中，i表示放電的次數(shù)，總時(shí)間t包括充電、放電及靜置時(shí)間，即總時(shí)間t＝充電時(shí)間+靜置時(shí)間+放電時(shí)間；

在所述第一環(huán)境條件下，當(dāng)計(jì)算獲得的放電容量q11i出現(xiàn)下降趨勢時(shí)，在第二環(huán)境條件下，執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，其中，在第二環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，與在第一環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程的時(shí)長相同；

在所述第二環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程結(jié)束后，在第三環(huán)境條件下，執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，其中，在第三環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，與在第一環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程的時(shí)長相同；

在所述第三環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程結(jié)束后，在第四環(huán)境條件下，執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，其中，在第四環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程，與在第一環(huán)境條件下執(zhí)行上述步驟b和步驟c的過程的時(shí)長相同；

分別擬合第一環(huán)境條件階段、第二環(huán)境條件階段、第三環(huán)境條件階段、第四環(huán)境條件階段的近似公式qa1＝fa1(t)和δua1＝φa1(t)、qa2＝fa2(t)和δua2＝φ12(t)、qa3＝f13(t)和δua3＝φa3(t)、qa4＝f14(t)和δua4＝φa4(t)，其中，qa1為第一環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的值，δua1為第一環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa2為第二環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua2為第二環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa3為第三環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua3為第三環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa4為第四環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua4為第四環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，t為放電時(shí)間；其中，qa1＝fa1(t)、qa2＝fa2(t)、qa3＝f13(t)、qa4＝f14(t)為第一趨勢公式，δua1＝φa1(t)、δua2＝φ12(t)、δua3＝φa3(t)、δua4＝φa4(t)為第二趨勢公式；

結(jié)束第一充放電循環(huán)loop1過程。

本發(fā)明實(shí)施例中：q表示被測試的電動汽車動力電池的放電容量值；qjmi表示第j充放電循環(huán)中的第m環(huán)境條件下的第i次放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量值，例如，q11i表示第一充放電循環(huán)中的第一環(huán)境條件下的第i次放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量值；δu表示被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差；δujmi表示第j充放電循環(huán)中的第m環(huán)境條件下的第i次放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的最大電壓差值，例如，δu11i表示第一充放電循環(huán)中的第一環(huán)境條件下的第i次放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的最大電壓差值。

上述方法中，利用所述第一趨勢公式和第二趨勢公式迭代計(jì)算被測試的電動汽車動力電池依次在第一環(huán)境條件、第二環(huán)境條件、第三環(huán)境條件和第四環(huán)境條件下進(jìn)行的隨后的充放電循環(huán)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量以及被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差，包括：

將第一充放電循環(huán)loop1中，第四環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量值q14n和最大單體電壓差值δu14n的值，作為第二充放電循環(huán)loop2的第一環(huán)境條件階段的第一次放電容量值q211和第一次被測試的電動汽車動力電池中的單體電池的最大電壓差值δu211的值(即將q14n的值賦予q211，將δu14n的值賦予δu211，即q211＝q14n，△u211＝△u14n)，按照上述第一環(huán)境條件階段、第二環(huán)境條件階段、第三環(huán)境條件階段、第四環(huán)境條件階段的近似公式qa1＝fa1(t)和δua1＝φa1(t)、qa2＝fa2(t)和δua2＝φ12(t)、qa3＝f13(t)和δua3＝φa3(t)、qa4＝f14(t)和δua4＝φa4(t)，由q211和δu211推導(dǎo)出第二充放電循環(huán)loop2中第四環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量q24n和最大單體電壓差δu24n；

重復(fù)采用上述迭代計(jì)算以依次獲取第二充放電循環(huán)loop2之后各個(gè)充放電循環(huán)中第四環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量值和最大單體電壓差值。

其中，q14n和δu14n中，n表示最后一次放完電的次數(shù)，14n表示第一充放電循環(huán)中的第四環(huán)境條件下的第n次(即最后一次)放完電，q14n表示第一充放電循環(huán)中的第四環(huán)境條件下的第n次(即最后一次)放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量值，δu14n表示第一充放電循環(huán)中的第四環(huán)境條件下的第n次(即最后一次)放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差值。q211和δu211中，211表示第二充放電循環(huán)中的第一環(huán)境條件下的第一次放完電，q211表示第二充放電循環(huán)中的第一環(huán)境條件下的第一次放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的放電容量值，δu211表示第二充放電循環(huán)中的第一環(huán)境條件下的第一次放完電時(shí)的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差值。

本發(fā)明實(shí)施例中，是模擬一年四季冬、春、夏、秋的循環(huán)往復(fù)，進(jìn)而模擬出電動汽車動力電池使用過程中在年復(fù)一年的環(huán)境往復(fù)中的客觀環(huán)境，一年四季的環(huán)境條件中，最重要的是溫度和濕度。進(jìn)而，本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一環(huán)境條件模擬的是冬天環(huán)境狀態(tài)，即第一環(huán)境條件對應(yīng)冬季的電動汽車動力電池使用環(huán)境條件，所述第一環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第一平均溫度和第一平均濕度，其中，第一平均溫度為冬季的平均溫度，第一平均濕度為冬季的平均濕度；所述第二環(huán)境條件模擬的是春天環(huán)境狀態(tài)，即第二環(huán)境條件對應(yīng)春季的電動汽車動力電池使用環(huán)境條件，所述第二環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第二平均溫度和第二平均濕度，其中，第二平均溫度為春季的平均溫度，第二平均濕度為春季的平均濕度；所述第三環(huán)境條件模擬的是夏天環(huán)境狀態(tài)，即第三環(huán)境條件對應(yīng)夏季的電動汽車動力電池使用環(huán)境條件，所述第三環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第三平均溫度和第三平均濕度，其中，第三平均溫度為夏季的平均溫度，第三平均濕度為夏季的平均濕度；所述第四環(huán)境條件模擬的是秋天環(huán)境狀態(tài)，即第四環(huán)境條件對應(yīng)秋季的電動汽車動力電池使用環(huán)境條件，所述第四環(huán)境條件為：所述恒溫恒濕室設(shè)定為第四平均溫度和第四平均濕度，其中，第四平均溫度為秋季的平均溫度，第四平均濕度為秋季的平均濕度。

以下，再次對本發(fā)明進(jìn)行說明。

首先，按照上述電動汽車動力電池壽命測試裝置實(shí)施例進(jìn)行裝置的連接，連接好后，便可以進(jìn)行電動汽車動力電池壽命測試，測試過程如下。

開啟恒溫恒濕室，按照表1依次設(shè)定模擬冬、春、夏、秋的四個(gè)平均溫度和平均濕度。

表1循環(huán)表

表1中，環(huán)境溫度由恒溫恒濕室設(shè)定，以下1、2、3、4每個(gè)階段(步驟)所施加溫度的時(shí)間各占總時(shí)間的1/4。其中，在階段1(即步驟1)中，t1的環(huán)境溫度為電池允許的最低溫度(考慮到電動汽車動力電池所能正常使用的最低極限溫度)，用以模仿冬季環(huán)境溫度；在階段2(即步驟2)中，t2的環(huán)境溫度為常溫，用以模仿春季環(huán)境溫度；在階段3(即步驟3)中，t3的環(huán)境溫度為電池允許的最高溫度(考慮到電動汽車動力電池所能正常使用的最高極限溫度)，用以模仿夏季環(huán)境溫度；在階段4(即步驟4)中，t4的環(huán)境溫度為常溫，用以模仿秋季環(huán)境溫度，其中，t4＝t2。

同樣地，環(huán)境濕度也由恒溫恒濕室設(shè)定。其中，在階段1(即步驟1)中，為冬季平均濕度，用以模仿冬季環(huán)境濕度；在階段2(即步驟2)中，為春季平均濕度，用以模仿春季環(huán)境濕度；在階段3(即步驟3)中，為夏季平均濕度，用以模仿夏季環(huán)境濕度；在階段4(即步驟4)中，為秋季平均濕度，用以模仿秋季環(huán)境濕度。

表1中，關(guān)于充放電工況，其充放電深度為100％doc/dod，即每次充電均充滿，每次放電均完全放完。doc即depthofcharge，充電深度，dod即depthofdischarge，放電深度，每一次均按nedc(neweuropeandrivingcycle，新歐洲駕駛循環(huán))或?qū)崪y工況進(jìn)行充放電。

表1中，關(guān)于振動工況，是考慮到電動汽車在道路實(shí)際行駛時(shí)的振動，其中，是以傳統(tǒng)汽車振動路譜或按國標(biāo)隨機(jī)振動路譜施加的疊加振動。

進(jìn)一步說明的是，t1、t2、t3、t4四個(gè)溫度為動力電池安裝位置的溫度，不超過動力電池的耐溫極限。

開啟振動臺，按照汽車行駛路譜對被測試的電動汽車動力電池施加振動。

開啟充放電設(shè)備，在所述振動臺并不震動的狀態(tài)下，以ic電流(ic為電池允許的恒流充電電流)對動力電池包充電至100％doc(即最大soc)，靜置一段時(shí)間，然后按國標(biāo)規(guī)定的nedc工況或者自定義的道路路譜，轉(zhuǎn)換成充放電設(shè)備能夠識別的充放電電流(此電流小于被測試的電動汽車動力電池的放電極限)。運(yùn)行冬季模式，即在t1和環(huán)境條件下：在振動臺按國標(biāo)規(guī)定的nedc工況或者自定義的道路路譜振動的情況下，對被測試的電動汽車動力電池按上述國標(biāo)規(guī)定的nedc工況或者自定義的道路路譜所轉(zhuǎn)換成的充放電設(shè)備能夠識別的充放電電流放電，當(dāng)動力電池的電量放完時(shí)，再在所述振動臺并不震動的狀態(tài)下，以ic電流(ic為電池允許的恒流充電電流)對動力電池包充電至100％doc(即最大soc)，然后在振動臺按國標(biāo)規(guī)定的nedc工況或者自定義的道路路譜振動的情況下，再次對被測試的電動汽車動力電池按上述國標(biāo)規(guī)定的nedc工況或者自定義的道路路譜所轉(zhuǎn)換成的充放電設(shè)備能夠識別的充放電電流放電，以此不斷進(jìn)行充放電循環(huán)。

利用控制電腦采集被測試的電動汽車動力電池進(jìn)行上述充放電過程的電壓、電流隨時(shí)間變化的動態(tài)信號，計(jì)算被測試的電動汽車動力電池每次放電到最低放電極限的放電容量q11i和最大單體電壓差δu11i，并記錄時(shí)間t11i以及記錄總持續(xù)時(shí)間t。其中，關(guān)于時(shí)間tjmi其中tjmi表示第j充放電循環(huán)中的第m環(huán)境條件下的第i次放完電時(shí)的時(shí)間，如t11i表示第一充放電循環(huán)中的第一環(huán)境條件下的第i次放完電時(shí)的時(shí)間。

在t1和環(huán)境條件下，當(dāng)放電容量q11i隨著t11i變化的曲線出現(xiàn)下降趨勢時(shí)，按照以上方法運(yùn)行春季模式，即在t2和環(huán)境條件下執(zhí)行上述充放電過程，并記錄上述充放電過程的電壓、電流隨時(shí)間變化的動態(tài)信號，計(jì)算被測試的電動汽車動力電池每次放電到最低放電極限的放電容量q12i和最大單體電壓差δu12i，并記錄時(shí)間t12i以及記錄總持續(xù)時(shí)間t。其中，t2和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行時(shí)間與t1和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行時(shí)間相同。

在t2和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行結(jié)束時(shí)，按照以上方法運(yùn)行夏季模式，即在t3和環(huán)境條件下執(zhí)行上述充放電過程，并記錄上述充放電過程的電壓、電流隨時(shí)間變化的動態(tài)信號，計(jì)算被測試的電動汽車動力電池每次放電到最低放電極限的放電容量q13i和最大單體電壓差δu13i，并記錄時(shí)間t13i以及記錄總持續(xù)時(shí)間t。其中，t3和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行時(shí)間與t1和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行時(shí)間相同。

在t3和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行結(jié)束時(shí)，按照以上方法運(yùn)行秋季模式，即在t4和環(huán)境條件下執(zhí)行上述充放電過程，并記錄上述充放電過程的電壓、電流隨時(shí)間變化的動態(tài)信號，計(jì)算被測試的電動汽車動力電池每次放電到最低放電極限的放電容量q14i和最大單體電壓差δu14i，并記錄時(shí)間t14i以及記錄總持續(xù)時(shí)間t。其中，t4和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行時(shí)間與t1和環(huán)境條件下的充放電運(yùn)行時(shí)間相同。

上述步驟完成后，分段擬合各個(gè)階段(即t1和環(huán)境條件階段、t2和環(huán)境條件階段、t3和環(huán)境條件階段、t4和環(huán)境條件階段)的近似公式qa1＝fa1(t)和δua1＝φa1(t)、qa2＝fa2(t)和δua2＝φ12(t)、qa3＝f13(t)和δua3＝φa3(t)、qa4＝f14(t)和δua4＝φa4(t)，其中，

在本實(shí)施例中，qa1為t1和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間變化的值，δua1為t1和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa2為t2和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua2為t2和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa3為t3和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua3為t3和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，qa4為t4和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的放電容量隨時(shí)間t變化的值，δua4為t4和環(huán)境條件下的被測試的電動汽車動力電池的最大單體電壓差隨時(shí)間t變化的值，t為放電時(shí)間。其中，擬合可采用數(shù)字處理軟件例如excel等工具進(jìn)行。

至此，便完成了一個(gè)完整的第一充放電循環(huán)loop1。此后，將采用推導(dǎo)的方式獲得隨后的各個(gè)充放電循環(huán)的相關(guān)計(jì)算。

推導(dǎo)第二充放電循環(huán)loop2中t4和環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量q24n及最大單體電壓差△u24n：

以第一充放電循環(huán)loop1中t4和環(huán)境條件階段最后一個(gè)完整的放電容量q14n及最大單體電壓差△u14n外推第二充放電循環(huán)loop2的t1和環(huán)境條件階段的第一個(gè)放電容量q211和第一個(gè)最大單體電壓差△u211，即q211＝q14n，△u211＝△u14n，按照以上的分段擬合公式qa1＝fa1(t)和δua1＝φa1(t)、qa2＝fa2(t)和δua2＝φ12(t)、qa3＝f13(t)和δua3＝φa3(t)、qa4＝f14(t)和δua4＝φa4(t)推導(dǎo)出第二充放電循環(huán)loop2中t4和環(huán)境條件階段最后一個(gè)完整的放電容量q24n和最大單體電壓差△u24n。

按照上述推導(dǎo)第二充放電循環(huán)loop2中t4和環(huán)境條件階段的最后一個(gè)完整的放電容量q24n及最大單體電壓差△u24n的計(jì)算方法，依次類推直到最后一個(gè)充放電循環(huán)loopz中放電容量qzmi(除了t1和環(huán)境條件階段以外的其它環(huán)境條件階段的放電容量)接近被測試的電動汽車動力電池允許的放電容量或者最大單體電壓差△uzmi(除了t1和環(huán)境條件階段以外的其它環(huán)境條件階段的最大單體電壓差)接近允許的最大電壓差時(shí)，停止推導(dǎo)。取qzmi、△uzmi兩者其中最先達(dá)到規(guī)定允許值的那個(gè)時(shí)間作為計(jì)算基準(zhǔn)，此基準(zhǔn)之前所有循環(huán)時(shí)間的累加(即總持續(xù)時(shí)間t，包括第一充放電循環(huán)loop1中的總時(shí)間加上后續(xù)各個(gè)充放電循環(huán)外推的總時(shí)間)即是被測試的電動汽車動力電池的預(yù)估壽命時(shí)間tlife，tlife時(shí)間內(nèi)所包含的所有nedc(或?qū)崪y工況)里程的累加，即為壽命里程slife。

若采用nedc，則slife＝11.023×n(單位為km，11.023為每個(gè)nedc工況相對應(yīng)的行駛里程，n為整個(gè)tlife時(shí)間內(nèi)包含的nedc個(gè)數(shù))。

loop1、loop2……loopz中的迭代計(jì)算可以用計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行，以避免手工計(jì)算的繁瑣。

本發(fā)明的電動汽車動力電池壽命測試裝置和方法，綜合考慮了春、夏、秋、冬四季溫、濕度的變化、充放電工況和充放電深度及振動工況等綜合因素，基本囊括了電動汽車動力電池的各種運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，利用材料在極限范圍內(nèi)失效機(jī)理不變的特性，擬合了老化外推公式，推導(dǎo)出相應(yīng)的壽命，因而是比較精確的壽命評估試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。其截取了壽命衰退過程中部分階段，因而大大縮短了試驗(yàn)時(shí)間。本發(fā)明簡單易行，切合實(shí)際。

應(yīng)當(dāng)理解，在本文中所引證的文件僅供參考之用，且不包含任何其可能與本文的相沖突的內(nèi)容。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個(gè)實(shí)施方式描述的，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，而并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方案或變更，如特征的組合、分割或重復(fù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。