车辆蓄电池亏电测试分析

范书华， 许 丰， 赵有为

（徐州徐工汽车制造有限公司， 江苏 徐州 221000）

目前， 市场反馈我司某平台重卡产品亏电现象较为严重， 且一般发生交付外部市场、 销售及客户使用期间。 为防止蓄电池电量损失， 应需对车辆蓄电池进行规范管理及维护保养。 除此之外， 通过静置车辆蓄电池SOC测量、 整车静态电流及电平衡测试能够判断整车电源系统是否达到设计要求， 确保整车电器系统安全工作。

1 静置车辆蓄电池SOC测量

考虑车辆长时间存放或运输的可能， 则必需保证车辆在静置一定天数后能正常启动， 一般要求蓄电池能够满足车辆连续停放6~8周 （一般国内规定车辆停放时间为6周，欧洲为8周）。

1.1 测试准备

从近期下线入库的同一装配订单号的车辆中， 随机抽取2台， 分别编号如下。 LT-01： 装配骆驼电池12V/165AH/CCA900； LT-02： 装配骆驼电池12V/165AH/CCA900。

1.2 测试方法

蓄电池电压测量： 所有车载用电器及设备处于关闭状态， 各相关控制器进入休眠状态下， 采用万用表直流电压挡对蓄电池两端电压进行测量， 如图1所示。

图1 电压测试

蓄电池容量 （SOC） -蓄电池电压关系对照表如图2所示。

图2 蓄电池容量（SOC）-蓄电池电压关系对照表

1.3 测试记录

在不同时间段对静置车辆按照1.2测试方法进行蓄电池状态测试， 并记录表1。

表1 蓄电池状态及整车静态电流测试

1.4 测试结果分析

对已完成的5次测试 （车辆静态放置6周） 数据进行整理及分析。

1.4.1 蓄电池容量及状况

手动开关关闭状态的蓄电池容量变化为： 95%、 90%、87%、 83%、 80%； 手动开关打开状态的蓄电池容量变化为： 99%、 92%、 88%、 85%、 81%。 明显， 当手动开关打开时， 蓄电池电量损耗速度较快， 但每次测量时蓄电池状态均为良好， 即常态下整车可正常启动。

1.4.2 整车静态电流理论计算值

车辆静置T天正常启动计算， 公式 （1） 如下：

式中： SOC——下线车辆蓄电池一般SOC， 取95%左右； SOC——蓄电池最低启动SOC （25℃常温环境下）， 取65%；I（A）——整车静态电流； 1‰·T——蓄电池自损耗容量。

蓄电池剩余容量计算， 公式 （2） 如下：

式中： SOC——蓄电池剩余电量； SOC——蓄电池初始电量； I（A）——整车静态电流平均值； T——车辆静置天数。

整车静态电流理论计算值： 17.68mA （手动开关关闭）、22.59mA （手动开关打开）。 考虑到公式误差及电池容量受温度影响， 利用理论公式得出的整车静态电流计算值也会有较大误差， 但计算值较为符合行业经验值。

2 整车静态电流实际测量值

2.1 测试方法

使用CSM电性能测试设备 （2个电压采集模块及2.5A量程的分流计电流采集模块） 进行测试。

2.2 测试记录

手动开关关闭状态 （LT-01）， 测试数据如图3所示。

图3 手动开关关闭状态蓄电池电压及整车静态电流测试波形（LT-01）

采样周期为71.8s， 共采集720个数据， 选取波形中较为平整的一块区域进行数据分析， 蓄电池电压分别为12.596V、12.592V， 电压波动极小， 整车静态电流为11.67mA。

手动开关打开状态 （LT-01）， 测试数据如图4所示。

图4 手动开关打开状态蓄电池电压及整车静态电流测试波形（LT-01）

采样周期为82.2s， 共采集820个数据， 选取波形中较为平整的一块区域进行数据分析， 蓄电池电压分别为12.585V、12.576V， 电压波动极小， 整车静态电流为17.93mA。

整车静态电流实际测量值： 11.67mA （手动开关关闭）、17.93mA （手动开关打开）。

2.3 结论

被测车辆实际蓄电池20h额定容量为165Ah， 若保证车辆在静置6周后能正常启动， 按照公式 （2） 计算整车静态电流应≤42.23mA。 根据本次测试结果， 按整车静态电流为17.93mA计算， 车辆可常温下静态放置约83天。

3 电平衡测试

对其中一测试车辆模拟最严酷条件 （夏季雨夜） 进行电平衡测试。

1） 环境条件： 夏季工况35℃， 40%RH， 道路试验。

2） 测试工况， 详见表2。

表2 夏季测试工况

3） 测试记录如图5~图7所示。 注释： 数据曲线中 “Φ”表示平均值； “Min” 表示最小值； “Max” 表示最大值。

图5 夏季高速工况 （CNL）

图7 夏季怠速工况 （IDLE）

图6 夏季郊区 （包含红绿灯） 工况 （CLCC）

4） 数据分析及结论如下。 ①夏季高速工况 （CNL）：发电机平均发电电流40.39A， 蓄电池平均充电电流 （蓄电池负极电流） 2.968A； ②夏季郊区 （包含红绿灯） 工况（CLCC）： 发电机平均发电电流39.015A， 蓄电池平均充电电流 （蓄电池负极电流） 2.748A； ③夏季怠速工况（IDLE）： 发电机平均发电电流28.886A， 蓄电池平均充电电流 （蓄电池负极电流） 3.706A； ④综合上述各工况测试结果分析， 测试过程中蓄电池充放电交替， 最终以小电流充电， 发电机能够满足各测试工况下已开启的车载电器功率消耗。 车辆发电机、 蓄电池以及其他已开启电器负载， 满足电性能动态平衡。

4 总结

通过本次车辆测试， 可认为在满足对蓄电池进行规范管理及维护保养， 且不私自乱改和加装用电设备直接从蓄电池正极取B+电的条件下， 我司车辆在常温环境下静置6周后， 蓄电池状态良好， 车辆可以常温正常启动。 主机厂在确保蓄电池本身品质同时， 应针对从入库-装车-车辆出售期间的管理， 制定规章制度， 定期对其充电、 测量， 保证其优质性能。 驾驶员应自觉养成良好的蓄电池维护、 保养及使用习惯， 定期查看蓄电池电量状态， 提高车辆用电安全意识， 避免不必要的事故发生。