雪佛兰沃特电池耐用性测试
Julian Simpson和Sheelagh Kononenko
03 Aug 2010
使用振动模拟技术,帮助雪佛兰评估电动汽车电池。
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汽车 | 案例
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加速寿命测试
混合动力技术开发在当今竞争激烈的全球汽车行业正逐渐升温 —— 同时这些未来技术需要可有效进行加速寿命测试的振动测试解决方案,甚至在全面运转的大型总成上。
通用汽车位于美国密歇根州 Alternate Energy Center 的 3000 平方米电池测试实验室将测试雪佛兰沃特电动汽车的电池单元和电池组。这里使用了 LDS 振动测试系统对安装在汽车底部的整套 T 型电池总成进行电动汽车试生产鉴定和功能测试。
雪佛兰沃特 —— 出色的性能
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| 放大图片 | | The GM T-shaped battery pack can weigh up to 190 kg |
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雪佛兰沃特是一款电动汽车。作为 EV1 的后续车型,它将在 2010 年 11 月推出,作为2011年的车型并搭配里程更长的“Voltec”推进系统。这款汽车的核心是重约400 lbs (190kg)的 T 型电池组。该电池组以水冷方式冷却,在 400 伏特下的容量为 400 amps。在实验室的极端条件下对电池组进行了测试 —— 高温和低温、极端湿度和不同的道路状况 —— 以确定它们能否在整个汽车寿命内正常运行。雪佛兰沃特可在使用纯电力系统的情况下行驶 32 英里(51.5 公里)。当电池耗尽后,一台 1.4 升发动机发电机将启动,维持电池电量并提供最多 482 km的行驶距离。
Anthony (Tony) Cullen 已在通用汽车工作了 20 年,主要负责试验场。在 GM-Volt 电池振动测试实验室于去年第二季度成立后,他一直参与该工作。今天,他是实验室振动室的测试工程师主管。
Tony表示:“沃特研发的独特之处在于其车载发电机。该车型使用了动能为锂离子电池充电,同时标准沃特在充满电后可在城市道路上行驶 40 英里 [64 公里]。”他继续道,“一旦电池中的能量达到特定水平,车载 1.4 升汽油发动机将接管工作,并为发电机提供能量以补充电池。现在,发动机和发电机可以为汽车供应电力,同时一切都由复杂的车载计算机系统控制。” LDS 振动测试系统
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| 放大图片 | | The LDS V8-640 system with a SPA-56K amplifier. Test level capacity 55.6 kN Random & Sine, with two different sized head expanders and two different sized slip tables |
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Tony Cullen 解释了其团队的工作,“振动实验室的主要目的是通过模拟其寿命测试电池的耐用性。电池的目标寿命是十年。除振动之外,还进行了热疲劳和机械疲劳等其他各种测试。随机振动测试持续 48 个小时,即 48 个小时的随机振动输入和冲击脉冲。为振动器提供能量的数据是在通用汽车试验场采集的。他们在 x、y和z 轴测试了电池 —— 一次测试一个轴 —— 同时每次轴测试持续 16 个小时。”
同时,在气候室进行了振动测试,其中温度和湿度都被严格控制。气候室的环境从 – 30°C至 +78°C,同时在受控温度和湿度条件下对每个轴进行 16 小时的测试。
为满足通用汽车的测试需求,所使用的系统必须拥有高性能、多用途,并能够轻松适应多轴重载荷上的几种测试需求。提供的 LDS 振动测试系统完全满足了通用汽车对重型系统的要求,能够进行模拟汽车寿命的耐用性测试,包括在极高振动和极端温度下的几天连续测试。
"通过 LDS 系统,更换滑桌方向通常无需两个小时" Tony Cullen,GM测试工程师主管
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对于该系统,Tony 表示,“振动系统的一个主要好处是,将滑桌从水平位置更换到垂直位置通常无需两个小时。对齐非常关键。水平和垂直轴中的测试配置有所不同。”头扩展器和总成会在头扩展器导向架和振动器底座之间,通过气囊将电枢气举六英寸。然后,就是移动测试样本、旋转振动器并将它固定到滑桌上的问题。正常的程序是:拆下所有头扩展器螺栓和框架螺栓 —— 完全拆下整个头扩展器和导向总成,并重新组装为全新配置。
未来
通用汽车对混合技术的承诺意义深远,同时已延伸到通用汽车的全资子公司 OPEL,以及其在欧洲生产的 Ampera 电动汽车。Ampera 原型在密歇根制造,同时在 Alternare Energy Center 测试电池。公司希望 Ampera 能够在 2011 年投入欧洲市场。
此外,通用公司的承诺还反映在成为首个设计和制造电动汽车、混合动力和电动汽车核心技术美国汽车制造商的计划,同时从通用汽车在 2013 年推出的双模式混合动力汽车(发动机能量、电能或这两者的组合)开始。
在 2010 年新闻稿中,通用汽车声明,双模式混合动力汽车将“降低电动汽车的成本并改进性能、质量、可靠性和可制造性。”
通用汽车全球产品运营副总裁 Tom Stevens 补充道,“未来,电动汽车可能与发动机一样成为对通用汽车非常重要的产品。通过在本国设计和制造电动汽车,我们将能够更加有效地使用能量,潜在降低成本和重量 —— 这是当今电池所面临的两个重要挑战。”
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