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大型冷熱溫控試驗箱與電動車可靠性測試的關聯

更新時間:2025-09-04      瀏覽次數:219

在全球倡導綠色出行的大背景下,電動車行業發展迅猛。從城市通勤的小型電動兩輪車,到承載家庭出行的電動乘用車,再到承擔物流運輸的電動貨車,電動車已廣泛滲透至各個交通領域。然而,電動車在復雜多變的自然環境中使用,面臨著諸多溫度挑戰。大型冷熱溫控試驗箱作為模擬不同溫度環境的關鍵設備,在電動車研發、生產和質量檢測等環節發揮著至關重要的作用,為提升電動車性能與可靠性提供了重要技術支撐。廣皓天-1500L恒溫恒濕試驗箱-221024-主圖-800×800-1 拷貝.jpg


電動車面臨的溫度挑戰
電池系統
電池是電動車的核心部件,其性能對溫度極為敏感。在低溫環境下,如冬季的北方地區,氣溫可低至 - 30℃甚至更低。此時,電池內部電解液黏度增加,離子擴散速率減緩,導致電池內阻增大。這不僅使電池的充放電效率大幅降低,還會造成續航里程顯著衰減。有研究表明,當溫度降至 - 20℃時,部分鋰離子電池的容量可能縮水至常溫狀態的 60%-70%。而在高溫環境中,例如炎熱的夏季,電池長時間處于 40℃以上的環境,會加速電池內部的化學反應,引發熱失控風險,同時導致電極材料老化、電解液分解,嚴重縮短電池的使用壽命。
電機與電控系統
電機作為電動車的動力輸出裝置,在溫度沖擊下,繞組電阻會發生變化,進而影響電機的輸出扭矩與效率。低溫時,電機潤滑油黏度增大,機械部件間摩擦阻力增加,可能導致電機啟動困難,運行時噪聲增大。高溫則可能使電機絕緣材料性能下降,引發短路故障。電控系統負責協調電池與電機的工作,對溫度變化極為敏感。溫度沖擊可能導致電控系統中的電子元件參數漂移、焊點開裂,影響信號傳輸與控制精度,進而威脅車輛的正常行駛與安全性能。
其他部件
電動車的其他部件,如充電系統、車載電子設備、橡膠密封件和塑料內飾件等,也會受到溫度的影響。充電系統在高溫環境下可能出現充電效率降低、充電模塊過熱保護等問題;車載電子設備,如導航、儀表盤等,在高低溫環境下可能出現顯示異常、死機等故障;橡膠密封件在低溫下會變硬變脆,失去密封性能,高溫下則易老化變形;塑料內飾件在高溫環境中可能散發異味,甚至發生變形、褪色。
大型冷熱溫控試驗箱的測試原理
大型冷熱溫控試驗箱主要由制冷系統、加熱系統、控制系統和箱體結構等部分組成。制冷系統通常采用復疊式制冷技術,通過高溫循環和低溫循環兩個獨立的制冷回路協同工作,能夠實現 - 70℃甚至更低的低溫。高溫循環使用中溫制冷劑,低溫循環使用低溫制冷劑。工作時,高溫循環的壓縮機將制冷劑壓縮成高溫高壓氣體,經冷凝器散熱后變為液體,再通過節流裝置進入蒸發器,吸收低溫循環的熱量;低溫循環的制冷劑在蒸發器中蒸發,吸收試驗箱內的熱量,從而實現降溫。加熱系統一般采用鎳鉻合金電熱絲作為加熱元件,均勻分布在試驗箱內壁,能夠快速、均勻地加熱箱內空氣。

控制系統運用先進的 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法,根據設定溫度值與箱內實際溫度值的偏差,自動調節制冷系統和加熱系統的工作狀態,使箱內溫度保持在設定范圍內,溫度控制精度可達 ±0.5℃,溫度均勻度≤±2℃。此外,試驗箱還配備了強大的空氣循環系統,由高轉速離心風機和特殊設計的風道組成,確保箱內各區域溫度均勻一致,避免局部溫度偏差,使電動車部件在測試過程中受熱或受冷均勻。

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電機與電控系統測試
  1. 電機性能測試:在試驗箱內模擬不同溫度環境,對電機進行性能測試。高溫測試時,將溫度設定為 120℃(電機正常工作溫度上限附近),讓電機以額定轉速和負載運行,監測電機的輸出扭矩、效率、繞組溫度等參數。低溫測試則將溫度降至 - 40℃,測試電機的啟動性能、運行穩定性以及噪音情況。通過分析不同溫度下的電機性能數據,評估電機在苛刻溫度環境下的工作能力。

  1. 電控系統穩定性測試:將電控系統置于試驗箱中,設定溫度范圍為 - 40℃至 85℃,進行溫度循環測試。在循環過程中,模擬車輛行駛過程中的各種工況,如加速、減速、勻速行駛等,監測電控系統的信號傳輸穩定性、控制策略執行準確性、電子元件的工作狀態等。若電控系統出現信號中斷、控制失誤或元件過熱等異常情況,及時記錄并分析原因。

整車測試
  1. 高低溫環境適應性測試:將整輛電動車駛入大型冷熱溫控試驗箱內,進行高溫環境適應性測試時,將溫度設定為 40℃,保持一定時間(如 2 小時),期間測試車輛的啟動性能、行駛性能、空調制冷效果、車內電子設備運行狀況等。低溫環境適應性測試則將溫度降至 - 20℃,同樣測試車輛的啟動、行駛、空調制熱以及除霜除霧等功能,評估整車在高低溫環境下的綜合性能。

  1. 溫度沖擊測試:設置試驗箱的高溫區為 60℃,低溫區為 - 30℃,將電動車在高溫區和低溫區之間快速轉移,轉移時間≤5 秒,在每個區域分別保持 30 分鐘,進行 50 次沖擊。測試結束后,檢查車輛各部件是否出現損壞、變形、密封失效等情況,檢測電池、電機、電控系統等關鍵部件的性能是否下降,以評估車輛應對急劇溫度變化的能力。

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