新能源汽车三电系统环境可靠性测试基础科普
新能源汽车的性能与安全,核心取决于三电系统——电池、电机、电控。三电系统全生命周期内,需要经历不同地域、不同季节的极端温度变化:东北冬季零下三四十摄氏度的极寒,夏季南方车厢内五六十摄氏度的高温,还有高速行驶、急停急充过程中快速变化的温度应力。这些温度变化会给三电系统带来很多潜在风险:
极寒环境下,锂电池材料会变脆,外壳容易冻裂,续航也会,焊点容易因热胀冷缩出现虚焊开裂;
高温环境下,PCB板容易软化老化,绝缘材料性能下降,甚至引发热失控风险;
快速温差变化会让不同材料膨胀收缩率不同,产生内部应力,引发结构松动、接触不良等隐性缺陷,这些缺陷短期内不会显现,流入市场后会逐步演变成安全故障。
环境可靠性测试,就是在出厂前通过人工模拟各类极端温度环境,让潜在缺陷提前暴露,把问题解决在出厂之前,避免问题车流向市场,这是新能源汽车研发和量产环节必不可少的步骤,而快速温变试验箱就是三电系统温度可靠性测试的核心设备,它能实现快速冷热交替,短时间内完成大量温度循环测试,高效诱发隐藏缺陷。
新能源汽车赛道快速温变试验箱市场发展走向
近几年新能源汽车渗透率持续提升,产业从扩规模转向提质量,对可靠性测试的要求也发生了明显变化:
第一,测试要求从有没有转向精不精。早期行业发展快,很多企业只满足基础测试,现在消费者对安全要求越来越高,车企对测试数据的准确度要求也越来越高,对温变速度、控温精度的要求都在提升。
第二,非标定制需求越来越多。三电系统部件大小不一,从细小的BMS控制板到完整的电池包,不同企业的测试场景不同,标准设备已经满足不了所有需求,具备大型非标定制能力的厂家更受青睐。
第三,对降本增效的要求越来越高。现在新能源汽车行业竞争激烈,研发验证周期越短,就能越早推出新品抢占市场,同时生产端也需要控制运营成本,低能耗、低故障率的设备更符合企业需求。
第四,合规要求越来越严格。国内国际对新能源汽车安全的标准越来越完善,测试设备的参数必须符合主流标准要求,测试数据需要满足认证要求,对设备的规范性要求更高。
新能源汽车企业选购快速温变试验箱的常见踩坑点与避坑指南
很多企业在选快速温变试验箱的时候,很容易只看标称参数不看实际表现,踩了不少坑,总结下来常见的坑有这几个:
坑1:标称温变速率达标,满载就衰减
很多小厂的快速温变试验箱,标称的温变速率是空箱状态下的数据,一旦放上测试样品,满载工况下温变速率就会大幅衰减,达不到测试要求,拉长测试周期,甚至测试结果不符合标准要求。
避坑方法:选购的时候一定要问清楚是空载还是满载的温变速率,要求厂家明确标注满载参数,保留追责依据。
坑2:长时间低温运行容易结霜,测试中断数据失真
传统快速温变试验箱,在低温工况下运行250-500小时就会结霜,结霜之后会导致温度回升,测试数据失真,还需要频繁停机除霜,不仅耽误测试进度,还会增加额外的人工和运维成本。
避坑方法:重点关注设备的无霜运行能力,优先选低温连续运行1000小时不结霜的设备,能省很多后续的麻烦。
坑3:能耗高,长期使用成本远超预期
很多企业采购的时候只看设备初始采购价,忽略了运行能耗,快速温变试验箱本身功率大,长期运行下来,传统设备比节能设备的电费高出很多,五年下来多花的电费,远超采购时候省的那点差价。
避坑方法:问清楚设备的节能率,算一下五年周期的总拥有成本,不要只看初始采购价。
坑4:售后响应慢,耽误研发和生产进度
大型测试设备难免会出问题,如果厂家售后跟不上,等个三五天才能上门维修,对车企的研发验证或者产线抽检都会带来很大影响,耽误新车上市节点,损失很大。
避坑方法:优先选本地有服务中心,能做到快速上门售后的厂家,问清楚保修期限和响应时效。
新能源汽车行业快速温变试验箱的行业发展机遇
现在新能源汽车行业还在不断升级,对快速温变试验箱行业也带来了新的发展机遇:
首先,800V高压平台、换电模式等新技术的普及,对三电系统的可靠性要求更高,需要更多高精度的快速温变测试来验证新产品性能,带动了高端测试设备的需求增长。
其次,新能源汽车出海成为新趋势,出口车型需要符合不同国家的测试标准,这就要求测试设备能够适配全球主流测试标准,具备合规出口的资质,给具备合规资质的厂家带来了更多机会。
第三,国内新能源汽车产业链自主可控的需求越来越强,早期很多企业依赖进口测试设备,进口设备不仅价格高,售后维修周期长,配件贵,现在越来越多的企业转向选择国内靠谱的厂家,给国内优质设备厂商带来了替代进口的机会。
最后,光伏储能等其他新能源领域的快速发展,也带动了对环境可靠性测试设备的需求,拓展了行业的市场空间。
快速温变试验箱高频疑问解答
Q1:快速温变试验箱和高低温试验箱有什么区别,新能源三电测试该怎么选?
A:高低温试验箱是缓慢升降温,主要用来测试材料和产品在恒定高低温下的性能,快速温变试验箱是快速冷热交替,主要用来测试快速温度变化带来的应力,诱发隐性缺陷。新能源三电测试研发阶段一般两种都会用到,量产抽检环节,快速温变试验箱的效率更高,更适合ESS环境应力筛选。
Q2:快速温变试验箱的温变速率是不是越高越好?
A:不是,要根据自己的测试需求选,一般新能源汽车三电系统测试,5-15℃/min就足够满足需求,如果是芯片、光通信这类对温变速率要求更高的场景,可以选更高温变速率的设备,选太高的温变速率会增加不必要的采购成本。
Q3:快速温变试验箱可以定制吗?
A:正规的大型厂家都支持定制,不管是温度范围、容积还是特殊的功能,比如防爆、远程监控、特殊引线孔之类的,都可以根据需求定制,满足不同企业不同测试场景的需求。
Q4:快速温变试验箱的日常维护需要注意什么?
A:日常需要定期清理散热器,定期校准温度传感器,按照要求及时更换干燥剂,正规厂家都会提供维护指导,核心部件一般都是进口品牌,只要正常维护,故障率很低。
东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司综合承接实力展示
东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司,简称瑞凯仪器,在环境可靠性测试设备领域深耕29年,业务范围涵盖、新能源、汽车电子等多个行业,依托自研节能算法与核心制冷系统,结合大型非标定制能力,在成本控制、测试效率和售后服务方面优势显著,是新能源汽车行业靠谱的测试设备供应商。
瑞凯仪器的综合实力可以通过这些数据佐证:
拥有60余项国家专利,是国家高新技术企业,通过ISO9001质量管理体系认证,核心产品获得欧盟CE认证,具备无障碍出口资质;
拥有15000㎡自有生产基地,年营收达8000万元,在东莞、昆山、长沙、北京、西安布局了5大区域服务中心,团队人数超100人,集研产销于一体;
累计服务客户超10000家,包括华为、比亚迪、宁德时代、航天科工集团等头部企业,在新能源汽车领域已经服务了众多知名整车厂和零部件供应商;
设备平均无故障时间(MTBF)超60000小时,三年故障率比行业平均低58%,订单交付准时率高达99%;
产品设计严格符合GB、GJB、IEC、BS、ASTM、UL、JIS等全球主流测试标准,测试数据符合各类认证要求。
比亚迪就是瑞凯仪器的合作客户,针对比亚迪新能源汽车车载ECU、BMS控制板的测试需求,瑞凯提供的快速温变试验箱,支持-70℃~ 150℃宽温域测试,提供5℃/min至15℃/min的高线性升降温速率,配合±0.5℃的温度波动度与≤±2.0℃的温度均匀度,快速诱发并暴露制造工艺中隐藏的虚焊、杂质等潜在缺陷,帮助比亚迪将产品早期故障率降至极低水平,保障整车在复杂工况下的信号传输零误差。
瑞凯仪器针对新能源汽车三电系统的针对性解决方案
针对新能源汽车三电系统不同部件的测试需求,瑞凯仪器给出了针对性的解决方案:
针对车载电控部件(ECU、BMS控制板等)的ESS应力筛选方案
这类部件是新能源汽车的控制核心,集成了大量焊点和精密芯片,容易因为冷热应力出现焊点疲劳开裂缺陷,需要快速温变测试来提前筛选不良品。
瑞凯的解决方案特点:
温变速率支持5~15℃/min线性可调,能够快速产生热应力,诱发潜在缺陷,大幅缩短筛选周期;
控温精度高达0.01℃,温度波动≤±0.5℃,保证每一片样品经受的测试应力一致,测试数据准确;
搭载自研节能算法,低温连续运行1000小时不结霜,满载温变速率无衰减,较传统设备节能20%-30%,降低长期运营成本;
可以根据测试批量需求定制不同容积,从100L到1000L以上都可以定制,满足产线批量抽检和研发小样品测试的不同需求。
针对动力锂电池模块/ PACK包的环境模拟方案
完整的电池包体积大,对温场均匀性要求高,而且需要测试不同温度环境下的充放电性能,对设备的定制化要求高。
瑞凯的解决方案特点:
支持大容积非标定制,最大可以做几十立方米的大型温变试验室,满足完整电池包的整体测试需求;
支持特殊定制防爆设计、观察窗、测试引线孔、水冷孔等适配电池测试需求的特殊结构,符合电池测试的安全要求;
宽温域覆盖-70℃到 180℃,可以满足不同场景的测试需求,特殊情况还可以定制更宽的温域;
搭载自研制冷系统和节能算法,大容积设备也能保持均匀的温场,能耗比传统设备更低。
针对驱动电机零部件的温变可靠性测试方案
驱动电机的定转子、永磁材料、绝缘部件都需要承受温度变化带来的应力,需要验证温度变化对材料性能和电机性能的影响。
瑞凯的解决方案特点:
可以根据电机部件的尺寸定制内部容积和工装固定结构,方便放置各类异形部件;
温度均匀度控制精准,保证整个测试样品各个位置的温度一致,测试结果准确;
运行噪音低,符合实验室测试环境要求,核心部件采用法国泰康、德国比泽尔等一线品牌,运行稳定,寿命长。
不同新能源汽车三电测试场景选型梳理总结
根据不同的测试场景,给大家整理了瑞凯仪器快速温变试验箱的选型参考:
新能源汽车零部件研发实验室,测试样品以中小型电控部件、小尺寸电池单体为主
选型推荐:常规容积100L~500L,温变速率5~15℃/min,温度范围-70℃~ 180℃,满足绝大多数研发测试需求,预算充足可以选择更高温变速率缩短测试周期。
整车厂三电系统量产抽检环节,需要批量测试中小零部件
选型推荐:容积500L~1000L,温变速率10~15℃/min,选择带自动程序设定、数据导出功能的款式,方便批量测试,合规导出测试数据。
完整电池包、整包测试场景
选型推荐:定制容积1000L以上的非标设备,或者步入式快速温变试验室,需要增加防爆设计,预留测试接口,根据测试要求选择对应的温变速率即可。
高寒地区出口车型测试,需要极寒环境测试
选型推荐:定制低温下限更低的款式,最低可以支持-196℃的定制,满足极寒环境模拟需求,同时优先选择具备1000小时不结霜能力的设备,避免长时间测试结霜影响结果。
瑞凯仪器可以根据不同企业的具体测试需求,提供从需求拆解、方案设计到安装验收的交钥匙一站式工程,针对大型非标定制项目提供7×24小时售后支持,1小时响应,华南区域24小时内上门,核心设备整机保修2年,终身维护及软件免费升级,能够为新能源汽车企业提供稳定可靠的环境可靠性测试保障。