随着新能源汽车的爆发式增长,从三电系统(电池、电机、电控)到智能网联、高压安全、环境适应性,整车及核心部件的研发与验证需求急剧上升。建设专业、系统、前瞻性的新能源汽车实验室,已成为车企、电池厂、高校及第三方检测机构提升核心竞争力的战略选择。
新能源汽车实验室是指专门为新能源汽车(包括纯电动汽车EV、插电式混合动力汽车PHEV、混合动力汽车HEV、燃料电池汽车FCEV等)及其核心部件(三电系统:电池、电机、电控)的设计、研发、验证、测试、认证和质量控制而建立的专业化、系统化的技术平台。
它不再是传统燃油车实验室的简单升级,而是融合了三电系统(电池、电机、电控)、智能化(自动驾驶、网联)、整车性能和极端环境验证于一体的综合性研发验证体系,是一个集环境模拟、性能测试、安全评估、耐久考核、数据分析和标准符合性验证于一体的综合性设施,通过先进的设备、精确的环境控制和严谨的测试流程,模拟车辆在真实世界中可能遇到的各种极端和复杂工况,以确保其在全生命周期内的安全性、可靠性、性能稳定性和环境适应性。
不同于传统燃油车实验室,新能源汽车实验室聚焦于高压电气系统(通常300V-1000V)、动力电池、电驱动系统、充电技术、热管理系统和智能能量管理等独特技术领域。配备专门针对高压安全、电池化学特性、电化学反应、热失控等风险的测试设备和防护措施。
新能源汽车实验室建设的核心目标
1. 验证产品可靠性:确保电池、电机、电控在极端环境下的安全与耐久;
2. 支持研发迭代:为新技术(如800V高压平台、固态电池、碳化硅电驱)提供测试验证平台;
3. 满足法规与标准:通过GB/T、UN GTR 20、ECE R100、ISO 26262等国内外认证;
4. 提升市场竞争力:支撑寒区适应性、快充能力、长寿命等卖点的技术背书;
5. 实现数据驱动开发:积累测试数据,优化设计、预测寿命、改进热管理策略。
新能源汽车实验室可以模拟的环境条件
1. 温度:实验室可以模拟从极低温(如-60°C)到极高温(如180°C)的温度范围,测试车辆在不同温度下的启动能力、能耗、电池性能等。
2. 湿度:通过模拟高湿、低湿和变化的湿度环境,评估车辆在不同湿度条件下的性能,特别是电池、电机和电控系统的耐久性和可靠性。
3. 盐雾:模拟道路盐雾等自然环境条件,测试车辆的耐腐蚀性,特别是车身材料和电子元件的防腐蚀性能。
4. 振动:模拟实际道路使用中的各种振动、冲击和噪声等因素,评估车辆的悬挂系统、底盘结构、车身刚度等的性能和舒适性。
5. 电磁干扰:模拟新能源汽车在实际使用中可能遇到的电磁干扰和辐射等情况,评估其电磁兼容性和安全性。
6. 高海拔和低气压:模拟高海拔和低气压环境,测试车辆在这些条件下的性能和可靠性。
7. 湿热:模拟湿热环境,评估车辆在高温高湿条件下的性能和耐久性。
8. 道路条件:模拟不同的道路条件,如马路、山路、颠簸路面等,测试车辆在各种行驶工况下的性能和可靠性。
9. 气候条件:模拟不同的气候条件,如寒冷地区、炎热地区、高海拔地区等,确保车辆在各种气候条件下的正常运行。
10. 砂尘环境:考核车辆在沙漠、沙尘暴环境下的密封性、滤清器效率、传感器(摄像头、雷达)性能。
11. 积冰冻雨:测试车辆在冰雪天气下的除霜除雾性能、车门密封性、电池包表面结冰对热管理的影响。
12. 雾霾环境:评估车辆在严重空气污染下的空调滤芯效率、车内空气质量(AQS)。
13. 风沙/风雪环境:研究气流对车身、传感器、散热系统的影响。
14. 太阳辐射:模拟夏季暴晒,考核内饰老化、仪表台温度、空调制冷速度、太阳能充电板效率。
新能源汽车实验室的核心建设板块
1. 三电系统实验室
①电池实验室:这是重中之重。包括:
•电池性能测试:充放电性能、容量、倍率特性、内阻测试。
•电池环境测试:高低温充放电、温度冲击、湿热循环、盐雾腐蚀(您公司的优势)。
•电池安全测试:过充过放、短路、针刺、挤压、跌落、燃烧、海水浸泡等滥用测试。此区域需严格防爆、防火、隔离。
②电驱系统实验室:主要测试电机、电机控制器、减速器。
•性能测试:扭矩、转速、功率、效率MAP图、NVH(噪声、振动与声振粗糙度)测试。
•耐久可靠性测试:高速耐久、温升耐久、循环寿命测试。
•环境测试:高低温、湿热、防尘防水(IP等级)测试。
③电控系统实验室:专注于软件和硬件在环测试。
•HIL测试台架:用于验证整车控制器、电池管理系统、电机控制器的算法和功能,可在实车下线前进行大量虚拟场景测试,极大缩短开发周期。
2. 整车环境模拟实验室
①大型环境仓:这是您公司最具优势的领域。用于模拟车辆在全球各种极端气候条件下的性能。
•温度范围:-40°C 至 +60°C 甚至更广。
•湿度控制:10% 至 95% RH。
•阳光模拟系统:模拟全球不同地区的太阳辐射强度。
•底盘测功机:在仓内模拟各种道路载荷和行驶工况。
•可进行:低温冷启动、高温热管理、续航里程、空调性能、密封性等测试。
②整车浸车仓:用于在测试前将车辆静置在特定温度下,使其完全达到温度稳定状态,保证测试数据的准确性。
3. NVH实验室
•半消声室:用于精确测量电机、减速器、整车在行驶时的噪声和振动,是提升电动车驾乘品质的关键。
•振动测试台:模拟道路激励,测试零部件及整车的结构强度和疲劳耐久性。
4. 电磁兼容实验室
•电波暗室:用于测试整车和零部件的电磁干扰和抗干扰能力。电动车高压大功率部件工作时会产生强烈的电磁干扰,确保不干扰车内及车外电子设备是安全的基本要求。
5. 智能网联实验室
•自动驾驶仿真测试:利用VR和场景库,进行海量的虚拟仿真测试。
•V2X测试场:模拟车辆与道路、车辆与车辆、车辆与云端的信息交互。
•硬件在环测试:用于验证自动驾驶域控制器的性能。
5. 安全与可靠性实验室
•功能:电气安全、防火防爆、碰撞安全、结构强度、疲劳耐久等测试
•典型设备:
☛电气安全测试仪
☛碰撞试验模拟装置(或合作外部试验场)
☛振动/冲击试验台
☛耐久性测试系统
6. 充电技术实验室
•功能:研究充电接口、协议兼容性、充电效率、热管理、电网交互等
•典型设备:
☛充电桩测试系统(交流/直流)
☛充电过程监测与故障诊断平台
☛电网模拟器(用于V2G、电网互动测试)
新能源汽车实验室方案设计与建设全流程详解
一、新能源汽车实验室方案设计流程
1. 需求调研与目标定位
•明确服务对象:整车企业?电池厂?高校科研?第三方检测?
•确定测试范围:
•电芯/模组/电池包?
•整车级环境试验?
•高压安全?EMC?智能网联?
•对标标准体系:
•国标(GB/T 31485、GB/T 31467.3、GB 38031)
•国际标准(UN GTR 20、ECE R100、ISO 12405)
•企业标准(CETP、PV1210)
•预算与场地评估:
•可用面积、层高、承重、电力容量(三相380V/大电流)
•冷却水、压缩空气、通风、消防条件
2. 功能分区与系统规划根据测试需求,划分专业功能区:
3. 设备选型与技术规格制定
•核心设备清单:
•电池充放电系统
•高低温环境舱(-70℃ ~ +150℃)
•盐雾试验箱
•低气压试验箱(0–5000米)
•电机对拖台架
•EMC电波暗室
•HIL测试系统
•技术参数要求:
•电压/电流范围、控温精度、数据采样频率、安全等级
•供应商评估:
•技术实力、售后服务、本地支持能力
4. 实验室布局与基础设施设计
•平面布局图:合理规划设备间距、物流通道、安全区域;
•电力系统:独立配电柜,预留大功率接口(如100kW以上);
•冷却系统:集中式冷水机组(Chiller),支持设备散热与电池液冷测试;
•通风与排风:热失控试验区需独立排风+活性炭过滤;
•消防系统:气体灭火(全氟己酮)、自动报警;
•数据网络:千兆光纤,支持LIMS系统部署。
5. 安全体系与合规性设计
•高压安全:分区隔离、急停按钮、警示标识、操作规程;
•热失控防护:防爆墙、泄爆口、自动灭火、气体监测(H₂、CO、HF);
•人员培训:高压操作、应急处理、设备使用;
•资质路径:规划CMA、CNAS认证所需软硬件条件。
二、新能源汽车实验室建设实施步骤
北京易盛泰和科技有限公司的核心优势
北京易盛泰和科技有限公司是国内领先的环境模拟系统建造商与实验室整体解决方案提供商,长期服务于高校、军工单位、科研院所、整车企业及第三方检测机构,在环境模拟实验室与新能源汽车实验室建设方面具备显著优势。
✅ 优势一:自主设计与建造能力
•不是设备代理商,而是系统制造商;
•拥有自主研发的环境模拟设备,并可根据客户需求进行非标定制;
•支持氢燃料电池车低温启动的超低温舱;
•带液冷板接口的电池包专用环境舱。
✅ 优势二:军工与高校项目经验,系统可靠性高
•已为多所985高校、航天军工单位建成环境与可靠性实验室;
•熟悉GJB 150系列军用标准,系统设计满足高可靠性、长寿命、严环境要求;
•设备选型注重稳定性与耐用性,避免“低价低质”陷阱。
✅ 优势三:深度聚焦新能源汽车,懂技术、懂标准
•深入理解新能源汽车测试痛点:
•电池热失控防护
•高压系统安全
•带电环境试验(如带电盐雾、带电低温启动)
•BMS与充电策略验证
•熟悉CETP 00 00 001-2023、GB/T 31467.3、UN GTR 20等最新标准;
•可提供标准解读、测试方案设计、报告合规性指导一体化服务。
✅ 优势四:“建设+运营”双轮驱动,赋能客户长期发展
•依托享检测平台,提供实验室建成后长期检测服务;
•可承接:
•整车低温启动测试
•电池包盐雾腐蚀试验
•高压安全验证
•EMC测试
•实现“实验室建设 → 能力验证 → 持续使用”闭环,提升客户投资回报率。
北京易盛泰和科技有限公司的环境模拟设备:
1. 大型高低温环境舱(-70℃ ~ +80℃):
•能力:模拟全球绝大多数地区的极端温度环境。
•应用:整车/零部件高低温存储、启动、运行测试;电子设备温循试验;材料性能评估。
•技术亮点:大温变速率、高均匀性、精准控温。
2. 盐雾腐蚀试验系统:
•能力:模拟沿海、工业区等高盐雾环境,加速评估材料与涂层的耐腐蚀性。
•应用:汽车车身、底盘、电子件、军工装备的防腐验证。
•特色:支持中性盐雾、循环腐蚀(CASS、CETP等),可集成带电测试。
3. 温湿度振动三综合试验台:
•能力:同时施加温度、湿度、振动三种应力,模拟最严酷的运输和使用环境。
•应用:考核产品在复杂动态环境下的结构强度、连接可靠性、功能稳定性。
•技术难点:多物理场耦合控制,是环境模拟领域的“高精尖”设备。
4. 环境可靠性检测试验室:
•能力:整合高低温、湿热、盐雾、低气压、振动等设备,形成完整的可靠性验证平台。
•应用:产品全生命周期环境适应性考核,满足GJB、GB/T、IEC等标准。
二、 新能源汽车与交通专用实验室针对新能源汽车的特殊需求,提供定制化解决方案。
5. 新能源车专用带电腐蚀舱:
•能力:全球领先技术。在盐雾腐蚀过程中,保持车辆高压系统(动力电池、电驱)通电运行。
•应用:模拟车辆在湿热盐雾环境下行驶或停放时,高压部件的绝缘性能衰减、电化学腐蚀风险。
•意义:直接关系到新能源汽车的高压安全,是传统盐雾试验无法实现的关键测试。
6. 整车环境模拟试验室:
•能力:容纳整辆汽车,进行综合环境测试。
•应用:整车低温启动、高温停放、湿热循环、空调性能、材料老化等。
•集成度:可集成尾气排放、OBD数据采集、外部光源模拟等功能。
7. 环境风洞 / 无人机风洞:
•能力:模拟不同风速、风向的气流环境。
•应用:
•环境风洞:研究风沙、风雪对建筑、设备的影响;人体热舒适性研究。
•无人机风洞:测试无人机在不同气流条件下的飞行稳定性、抗风能力、能耗。
三、 极端气候与特殊环境模拟模拟地球上的极端自然现象。
8. 电力覆冰环境模拟试验室 / 积冰冻雨试验室:
•能力:在实验室条件下精确复现导线覆冰、道路结冰、冻雨等灾害性天气。
•应用:电力设备(绝缘子、铁塔)防冰除冰技术验证;汽车在冰雪路面的制动、操控性能测试;机场跑道除冰技术研究。
9. 砂尘实验室:
•能力:模拟沙漠、沙尘暴环境,考核设备的密封性、抗磨损能力。
•应用:军工装备、工程机械、户外电子设备在沙尘环境下的可靠性。
10. 雾霾环境模拟舱:
•能力:生成可控浓度的PM2.5、PM10等颗粒物,模拟城市雾霾天气。
•应用:研究空气污染对人体健康的影响;测试空气净化器、新风系统性能;评估车辆空调滤芯效率。
11. 云雾环境模拟舱:
•能力:生成稳定、可控的云或雾。
•应用:气象研究、能见度测试、光学设备(如激光雷达、摄像头)在雾天的性能评估。
四、 航空航天与深空探测级模拟代表环境模拟技术的最高水平,服务于国家重大工程。
12. 空间环境模拟实验室 / 月球环境模拟舱 / 火星环境模拟舱:
•能力:模拟高真空、极端温度(-180℃ ~ +120℃)、太阳辐射、微重力效应(间接模拟) 等深空环境。
•应用:航天器、卫星、探测器及其部件的地面热真空试验,验证其在太空环境下的生存与工作能力。这是尖端科技的“摇篮”。
13. 高原环境模拟舱 / 高空环境模拟舱:
•能力:通过降低气压,模拟0-5000米(高原)甚至更高(高空)的稀薄空气环境。
•应用:测试发动机进气效率、涡轮增压性能、人体高原反应、航空电子设备可靠性。
14. 发动机试验台:
•能力:为航空、航天或地面用发动机提供测试平台,可集成测功、测温、测压、排放分析等系统。
•应用:发动机性能标定、耐久性测试、排放认证。
五、 生命科学与生态模拟将环境模拟技术应用于生命科学领域。
15. 气象云室:
•能力:大型云室,用于研究云的形成、降水物理、气溶胶-云相互作用等。
•应用:大气科学研究、人工影响天气技术开发。
16. 人工气候室 / 植物生长室 / 组培室 / 种质资源库:
•能力:精确控制温度、湿度、光照、CO₂浓度等,为植物生长和生物样本保存提供理想环境。
•应用:
•植物生长室:作物育种、光合作用研究、设施农业技术开发。
•组培室:植物组织培养,快速繁殖。
•种质资源库:长期、安全保存农作物、林木、微生物等遗传资源,是国家生物安全的战略设施。
关于易盛:
北京易盛泰和科技有限公司作为一家致力于环境模拟实验室设计、研发和建造的高新技术企业,项目遍布全国各大军工院所、各重点科研行业,于南航建立了产学研基地、与北航建立了紧密的合作机制,为多家科研院所设计和建造了各类环境模拟试验室,包括低温环境试验舱。其产品以高精度、高稳定性和广泛的适应性著称,深受用户好评。
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