平台供应船动力电池热管理负荷测试方案

平台供应船（PSV）作为海上油气作业的核心支持设备，其动力电池系统需在复杂海洋环境下稳定运行。热管理负荷测试是验证电池系统在不同工况下热安全性和效率的关键环节，以下是基于技术原理和行业实践的测试方案：

一、测试系统组成与设备

核心测试设备

绝热量热仪（EVARC）：用于测量电池热释放速率、自加热速率及热失控临界点，确保高负荷下热失控风险可控

电池测试系统：如新威CE-6004n-30V，支持多通道充放电循环测试，模拟船舶作业中的动态负载

温湿度控制平台：可程式恒温恒湿试验箱（如宇航志达Y-HD-225L）模拟海洋环境温湿度变化，验证热管理系统适应性

辅助设备

红外热像仪：实时监测电池模组表面温度分布，评估热均匀性

微电流测试仪：检测电池均衡状态下的电流波动，确保高负荷下一致性

二、测试方法与流程

模拟工况设计

高负载场景：模拟船舶推进、钻井设备同时运行的峰值功率需求（如500kW以上），测试电池组温升速率及冷却系统响应时间

低温环境测试：在-20℃至0℃条件下，验证PTC加热器效率及电池低温充放电性能

混合冷却验证：结合水冷与空气冷却系统，在50%负载下测试散热效率与能耗比

数据采集与分析

传感器网络：布置温度、电压、电流传感器，采集单体电池与模组数据，通过上位机系统（如Bio-Logic）生成热分布云图

热管理算法验证：通过模拟测试工装板（如数字电位器模拟电池状态）验证BMS的动态调温策略

三、关键技术挑战与解决方案

空间限制与散热效率

热管技术应用：采用微通道热管或平板热管，实现紧凑布局下的高效导热，温差控制在±2℃以内

液冷系统优化：设计模块化冷却板，兼容船舶狭小空间，冷却液流量动态调节以匹配负载变化

安全冗余设计

多级报警机制：当电池温度超过阈值（如55℃），触发强制冷却与负载切断，防止热失控

绝缘检测：通过高压控制板实时监测冷却液泄漏，确保水冷系统与电池电隔离

四、测试标准与认证

国际规范

符合IEC 62660-2（电池管理系统测试）及ISO 12405（船舶电池安全）要求。

通过UL 1973或GB/T 31485热滥用测试，验证热管理系统极限工况下的可靠性

行业案例参考

北汽福田纯电动大客车的寒冷地区电池热管理方案，可迁移至平台供应船低温场景

上汽通用五菱BMS热管理测试台架专利，提供高精度模拟测试方法

五、测试结果评估指标

指标 合格标准 测试设备/方法

最高温度差 ≤5℃（满载工况） 红外热像仪+数据分析

热失控触发时间 >10分钟（150%过充） 绝热量热仪（EVARC）

冷却系统响应时间 <30秒（温度上升至40℃） 实时传感器+上位机记录

能耗比 ≤0.3kW·h/kW（水冷系统） 能量分析仪

总结

平台供应船动力电池热管理负荷测试需结合船舶作业场景、环境适应性及安全冗余要求，通过多设备协同与算法优化实现高效散热。未来可进一步探索相变材料（PCM）与智能控制技术的集成，提升系统能效与可靠性