完整的汽車測試解決方案包括：

• 電動汽車電池測試-振動測試或具有CAN總線和云監控功能的組合環境測試(溫度，濕度和振動)。
  http://www.cn-hua.com/battery-testing-for-electric-vehicles
• 多軸振動測試-基于MIMO測試應用的多個激振臺布置的振動測試。CI為MIMO振動測試提供隨機，正弦，沖擊，瞬態時間歷史(TTH)，沖擊響應譜(SRS)控制和時間波形復制(TWR)控制。MESA振動測試包括隨機，正弦和隨機正弦(SoR)。
  http://www.cn-hua.com/multiple-input-multiple-output-mimo-vibration-control-system
• 綜合試驗箱-除環境和可靠性測試外，還可進行溫度、濕度和振動測試。
  http://www.cn-hua.com/5287.html

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Sentek電池動力學環境測試系統

不受控制的能量釋放可能是由各種物理/環境條件或事件(如溫度、濕度、振動和沖擊)造成的破壞而引起的。無論是正常運行還是車禍引發這些情況，都會對電池造成損害，造成災難性的后果。最壞的情況是損壞可能導致溫度迅速上升數百度，導致熱失控，并有火災和爆炸的風險。通過對電池和相關機械系統進行適當的物理設計，可以減少或消除由環境條件或物理事件引起的問題。然而，在電池或相關機電元件被認為可以安全使用之前，必須通過測試來驗證其是否符合適用的公認標準。電池安全標準和法規要求在實際電池應用時發現的濫用環境條件下進行測試。EV/HEV、2輪和4輪車輛、筆記本電腦和可穿戴設備的電池標準包括但不限于以下內容：

為了識別溫度、濕度、振動、輸入電力等綜合環境對電氣和機電組件的安全、完整性、地面及飛行工作性能的不利影響，制定了綜合環境測試標準MIL-STD-810H和方法520.5。

在綜合環境中進行試驗可能會產生在單個環境試驗中不會出現的失效。這種試驗方法的新特點是增加了輸入電源作為環境；包括電壓/頻率的變化，以及系統固有性質的瞬變(如適用)。雖然幾乎不可能完全復制在運輸、存儲、工作和維護期間的復雜環境組合，其目的是將有代表性的應力組合應用于被試驗設備，以確定性能和功能。

電池綜合環境測試MIL-STD-810H

Sentek公司與其姐妹公司晶鉆儀器公司合作，為各種標準和規范要求的綜合機械、環境和熱測試提供完整的解決方案。Sentek公司的THV系列環境測試系統與晶鉆儀器的Spider-101控制器為產品開發、認證和可靠性改進提供交鑰匙解決方案。基于IEEE時間同步的晶鉆儀器控制器是對電池、機電元件進行溫度、濕度和振動綜合測試的最佳解決方案。它是具有以下優點的控制器：

• 一個用戶界面，用于設置溫度、濕度、振動等運行計劃；
• 完全網絡化，允許用戶通過以太網連接多個硬件設備，允許一臺PC機同時控制所有設備；
• 能夠通過一個CAN總線提取電池信息，并支持各種動作，包括緊急關機；
• 使用一個軟件應用程序訪問和控制；
• 精確的時間同步數據采集；
• 一個綜合測試報告——如果測試報告是由多個應用程序單獨生成的，那么時鐘和時間表將不會協調，這與晶鉆儀器的EDM THV軟件生成的集成測試報告不同。

控制器局域網總線或簡單的CAN總線協議是用于允許電子控制單元(ECUs)在沒有中央計算機的情況下以最少的布線、有效的方式通信的一種標準。它最初是為汽車應用而開發的，在汽車和民用飛行器工業中得到了廣泛的應用。在溫度、濕度和振動測試中，能夠獲取電池(單個電池)的電壓、電流、溫度等信息，并采取預先設置的動作，這是晶鉆儀器Spider-101控制器的主要優勢。Spider-101 EDM軟件的直觀設計允許客戶從運行日志中判斷測試何時以及為什么停止，或者采取了什么動作。對Spider-101 EDM軟件中接收到的CAN總線數據和使用CAN總線軟件的專用設備中接收到的數據進行比較，值是相同的。

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電池組有一個外殼，以保護電池免受外部危害，如外力和水分。內部冷卻系統和電池管理系統(BMS)為電池的工作提供了一個受保護的環境。

當對電池組進行振動或THV(溫度/濕度/振動)測試時，加速度計、溫度和濕度傳感器可以測量電池組的外部環境。BMS監控內部電池組的狀態，并通過CAN總線與外部組件通信。

在EDM中集成了CAN總線支持，EDM可以監控電池組的內部和外部狀態，并根據預先定義的條件采取動作。

下面是系統連接的一個示例，包括一個電池組、CAN總線適配器、THV/VCS控制器、傳感器和一臺計算機。

在EDM上，CAN總線特性位于設置菜單下。

軟件可以將CAN總線適配器配置為正常模式、只檢查或自測試模式以驗證連接和適配器。

CAN總線特性的主要功能是查看原始數據、配置信號屬性、配置每個信號的報警和中止限制以及查看信號。來自CAN總線的每個信號都可以表示電池組中某個組件的狀態，例如電池的電壓、電流或溫度。

CAN總線數據與實時信號一起顯示，從整體和綜合的角度顯示電池組的外部和內部情況。

EDM具有方便的事件操作規則，例如當超過警報或中止限制時，用顏色代碼突出顯示的信號。當從CAN總線接收到的信號超過限制時，用戶可以定義需要采取的操作。

因為其中含有數百或數千個電池，電池組是易爆炸的。為了確保安全，在電池組進入不穩定或極限狀態之前，必須停止振動和THV聯合測試。該測試由兩個獨立的軟件程序組成，分別運行振動和THV測試，同時從CAN總線讀取電池組狀態。EDM內置的CAN總線功能允許軟件接管單調乏味的監視任務，并及時做出反應而不會出錯。

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全球電動汽車市場需求持續快速增長。據報道，阿維森納能源公司的世界各地的汽車制造商將在2030年前向電動汽車投資數十億美元[1]。大眾計劃投資大約400億美元用于研發超過300種世界各地不同的電動汽車模型[1]。福特計劃投資110億美元在全世界推出40個新的電動和混合動力模型。通用汽車宣稱2025年前出售20款全電動汽車[1]。在亞洲，豐田、本田和日產都積極計劃推出各種各樣的新電動汽車模型。中國汽車制造商宣稱對電動汽車的開發進行重大投資。

人口和城市的顯著增長，導致現有交通和能源解決方案面臨挑戰，推動著電動汽車需求的全球趨勢。電動汽車投資領先的國家包括德國、中國、美國、日本、韓國和法國[1]。然而，從全球鋰離子電池產量的百分比來看，中國以占全球產能60%的份額遙遙領先。韓國和日本緊隨其后，各占全球生產能力的15%和17%。

電動汽車通過一個由充電電池系統供電的大型電動機的驅動[2]。可充電電池存儲系統(RESS)電動汽車包括一個復雜的電池[2]。電池受控制釋放的能量提供有用的電能，而不受控制釋放的能量會產生危險的安全隱患。

鋰離子電池仍然是電動車生產的主要選擇。以下是目前市場上使用的鋰離子電池類型的例子。

鋰離子電池面臨特殊的挑戰，比如熱失控，它表現為電池溫度突然迅速增加[2]。這些突然增加的溫度可能會導致火災甚至爆炸[2]。世界各地都有鋰離子電池爆炸后起火事故[4]的零星報道事件。全面準確的檢測對確保駕駛員的安全至關重要。

電池安全標準和法規要求在實際電池應用中發現的濫用環境條件下進行測試。電動汽車/混合動力汽車(EV/HEV)、2輪和4輪汽車、筆記本電腦以及可穿戴設備的電池標準包括但不限于：

為了識別溫度、濕度、振動、輸入電力等綜合環境對電氣和機電組件的安全、完整性、地面及飛行工作性能的不利影響，制定了綜合環境測試標準MIL-STD-810H和方法520.5。

在綜合環境中進行試驗可能會產生在單個環境試驗中不會出現的失效。這種試驗方法的新特點是增加了輸入電源作為環境；包括電壓/頻率的變化，以及系統固有性質的瞬變(如適用)。雖然幾乎不可能完全復制在運輸、存儲、工作和維護期間的復雜環境組合，其目的是將有代表性的應力組合應用于被試驗設備，以確定性能和功能。

晶鉆儀器提供完整的電池測試解決方案，符合機械、濕度和溫度測試各種標準和規范的強大的解決方案。采用IEEE時間同步的Spider-101溫濕度控制器，方便地對電池、電氣和機電元件進行溫度、濕度和振動測試。它是具有以下優點的控制器：

• 一個用戶界面，用于設置溫度、濕度、振動等運行計劃；
• 完全網絡化，允許用戶通過以太網連接多個硬件設備，允許一臺PC機同時控制所有設備；
• 能夠通過一個CAN總線提取電池信息，并支持各種動作，包括緊急關機；
• 使用一個軟件應用程序訪問和控制；
• 精確的時間同步數據采集；
• 一個綜合測試報告——如果測試報告是由多個應用程序單獨生成的，那么時鐘和時間表將不會協調，這與晶鉆儀器的EDM THV軟件生成的集成測試報告不同。

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引用文獻
1.Pillot, Christophe. “The Rechargeable Battery Market and Main Trends 2018-2030.” Stockage Batterie Conference on May 28, 2019 in Paris, France, Avicenne Energy, 2019.
2.?Mok, Brian. “Types of Batteries Uses for Electric Vehicles.” Submitted as coursework for PH240, Stanford University, Fall 2016, http://large.stanford.edu/courses/2016/ph240/mok2/
3.?Miao, Yu, et al. “Current Li-Ion Battery Technologies in Electric Vehicles and Opportunities for Advancements.” Energies, vol. 12, no. 6, 2019, p. 1074., doi:10.3390/en12061074.
4.Siacon, Aleanna. “Electric Car Batteries Can Catch Fire Days after an Accident.” Chicagotribune.com, Chicago Tribune, 18 Aug. 2019, https://www.chicagotribune.com/autos/sns-auto-electric-car-batteries-can-catch-fire-days-after-an-accident-20190531-story.htm

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鋰離子電池作為電動汽車最常用的電池類型，正日益受到歡迎。在它們的使用壽命中，這些電池經歷了各種振動和溫度變化。一些常見的測試標準已經開發出來，以模擬對這些不同尺寸級別電池(如電池、模塊、電池組)的長期環境影響。

在眾多電動汽車電池測試標準中，本文將重點關注四個振動和溫度方面的著名標準：SAE J2380、SAE J2464、IEC 62660-2和UN 38.3。

晶鉆儀器Spider系統可以為隨機、正弦、沖擊振動測試以及溫度控制提供解決方案。

SAE J2380隨機測試目標譜

SAE J2380

SAE J2380標準振動目標譜基于實際道路測量數據，旨在模擬行駛10萬英里對電池組和模塊的影響。該標準要求一系列隨機振動目標譜應用于三個垂直軸，試驗時長從9分鐘到38小時不等。

SAE J2464半正弦沖擊目標波形(EDM渲染)

SAE J2464

SAE J2464標準評估電池和電池組的濫用容忍度，用于測量任何RESS(可充電儲能系統)的響應。濫用是指由于疏忽、事故、訓練不良等原因違背電池的設計意圖，過度使用。

在列出的所有測試類型中，有兩種指定的測試類型用于熱沖擊循環和沖擊振動測試。熱沖擊循環包括5個周期，包括熱和冷溫度(70℃到-40℃)，電池每個周期時長為1小時，電池組每個周期時長為6小時。沖擊振動試驗在三個垂直軸上各施加3個正方向和3個負方向的半正弦沖擊。

IEC 62660-2

IEC 62660-2標準（與ISO 12405相關），規定了用于各種電池系統的電動汽車鋰離子電池的可靠性和濫用測試。振動測試要求在電池的每個平面上進行8小時的隨機振動測試，以及六個空間方向的機械沖擊測試(半正弦)。溫度測試是在室溫下啟動電池，以5K/min的速度提高溫度，直到最終溫度達到130℃，并在目標溫度的2k范圍內保持30 min。熱循環測試需要30個測試循環(85℃到-40℃)。

UN38.3掃頻正弦目標譜(EDM渲染)

UN38.3

UN38.3測試和標準手冊提供了關于運輸危險貨物的測試程序的信息，第38.3節討論了鋰離子電池。鋰離子電池在運輸前必須通過這些測試。
在標準列出的8種測試類型中，有3種指定的熱、振動和沖擊測試類型。熱測試包括10個熱和冷溫度(72°C到-40°C)的循環，然后在環境溫度(20°C)下存儲24小時。振動測試模擬了運輸電池的典型振動，并對三種可能的垂直安裝位置進行了3小時以上的掃頻正弦測試。沖擊試驗在三個垂直安裝位置各施加3個正方向和3個負方向的半正弦沖擊(共18個沖擊)。

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