知識文章
電動整車電池系統的耐久檢測趨勢與服務方案
環能與車電工程處 蔡翔宇
國際間在電動車快速發展的潮流下,也逐步發展出對電動整車或其動力系統的法規保固要求,如北美的電動車主要推動市場─加州,其CARB(California Air Resources Board)對電池及相關驅動部件進行規範[1],如2026~2030年的電動車在8年或10萬英里(擇一)前,其電池健康度(State Of Health)不低於70%,驅動相關部件(驅控器、馬達等),則要求3年或3萬英里保固,且高單價的驅動部件,更要求7年7萬英里的保固,藉此來提高電動車普及下的品質門檻與車主的權益。
國際間針對電池系統壽命測試[2],依據ISO 12405-4,在循環工況500次下,要求放電容量不低於初始80%,而中國制定GB/T 31484,各別對油電混合和純電動的大客車與乘用車,定義四種不同的循環工況和基準,這是以電池供應商供應電池系統(組)給車廠的角度出發為主,但對實車路況的考量較缺乏,近期已有相關研究指出存在差異[3]。
車輛中心(ARTC)就實車驗證角度,搭配試車場實車耐久試驗進行,提供半開放式的電池系統測定場域,如圖1所示,整車廠於實車耐久期間,設計固定周期或里程,以儀器系統方式對整車電池系統充放電,進行電能量、內阻、絕緣耐壓等電氣性能的測定,如表1所示,測定過程透過CAN通訊界面,提高測試的安全性與數據匯集的完整度,該設施的優點在於戶外測試與實驗室測試的整合使用,實驗室測試提供標準化的基準數據,而戶外測試則提供實際行駛條件下的路況數據,如此能夠更全面地評估電動車的整車電能量,進而評價整車電池系統在實際應用的效能。

圖1、半開放式的電池系統電能量測定場域

進一步說明,由於車廠對車型開發需做各方面均衡考量,針對電池芯配方(如能量密度、快速充電或長壽命)、電池系統包裝(Package)方式、電池管理系統平衡策略,乃至於電動車OBD診斷方案進行調整,均可透過此方法進行整車優化評估,如圖2所示,為電容量標定下的示意圖,可涵蓋如電池芯之壓差,確認OBD讀值,進而做電控系統的調節。

圖2、實車耐久測試的電容量標定結果示意圖
該場域亦可針對電動三輪物流車、商用車等整車與關鍵系統,提供可靠度與性能測定服務,以協助客戶掌握實車能力。相關需求可洽環境測試實驗室主管–曾友彥(分機:2452 / richard@artc.org.tw),進一步了解合作方式與技術細節。
[1] 2022 Warranty Requirements for Zero Emission and Batteries in Plug-in Hybrid Electric 2026 and Subsequent Model Year Passenger Cars and Light-Duty Trucks Section 1962.8
[2] 2019 動力電池複合環境應力介紹
[3] 2024 Existing EV batteries may last up to 40% longer than expected, Stanford Report