电池包的可靠性评估

2020-06-03 00:29:16·  来源:知化汽车  
 
对于电池包的可靠性评估,目前见到的材料还比较少,但整体的评估方法集中在两个方向:一个是基于电池包物理模型的评估,大概的思路是以电芯的寿命模型为基础,在
对于电池包的可靠性评估,目前见到的材料还比较少,但整体的评估方法集中在两个方向:一个是基于电池包物理模型的评估,大概的思路是以电芯的寿命模型为基础,在具体的PACK设计方案和整车的运行工况下进行建模,通过模型来对寿命或可靠性的相关指标进行计算,下图是一个对PACK寿命建模的因子考量示例。



这个方法有很多的好处,首先它的评估基础是相对科学和细致的,能够在设计之初就对PACK的寿命/可靠性进行评估,它也能够识别出整个寿命中的关键因子或零部件,根据产品的开发状态,制定有效的可靠性提升方案。

不足之处在于,需要的数据很大,尤其是在时间维度上,需要有长时间的积累,才得不断调整模型,以验证模型的有效性。

这个领域的研究很少,国内能做这个分析的企业也没有几家。另一个是基于已经运行的整车数据,利用统计学的技术,对电池包的寿命/可靠性进行评估,这是种“事后行为”,可以做为一种摸底工作,或是模型的验证输入。由于这是来自于实际的产品运行结果,因此还是具有相当大的意义。

这里就是利用整车的运行数据来做一个简单的评估。这些数据是2014年近100辆电动公交车的运行记录,提取的主要数据是电池包发生第一次故障前,整车的行驶里程。共计有100个故障数据,其中有14个数据是0公里故障(即车辆还没出厂),另86个为分别运行了一定的里程数。

我们分别以2参数Weibull和3参数weibull来进行拟合这些数据。
先来看将0公里故障剔除的结果:





3参数Weibull的拟合度好些,从这个拟合结果上来看,形状参数(Shape)的值为1.02,约为1,表明电池包已经处于偶然故障时期,也就是浴盆曲线的中间段,而两参Weibull的形状参数大于1,表示已经进行到了后期的磨损期(加速故障期);



位置参数,也就是gamma值(Thres)约为1087,根据它在weibull函数中的意义,它表示在1087公里之前,基本是没有发生故障的。根据这些参数,可以大概的估计下这个类型的电池包在整车运行期间的MTBF(这里是首次故障,相当于MTTF),大约为8562公里。

如果我们将0公里的数据加上,对这100个数据进行拟合,可以得到3参数Weibull函数的形状参数(shape)的值为0.763,这表明电池包处于早期故障期,在浴盆曲线的左边;得到的MTTF值为7658公里。

这个0公里数据加上后的结果是不好的,从理论上来说,我们希望尽可能的将故障消灭在早期,即出厂后的产品直接进入到偶然故障期;出厂后的产品仍在早期阶段,这车出的就有些仓促,或是本身产品的成熟度不足,毕竟这是2014年-2015年国内的一个基本行业状态。 
分享到:
 
反对 0 举报 0 收藏 0 评论 0
沪ICP备11026917号-25