0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

动力电池的混合脉冲功率特性测试

锂电联盟会长 来源:锂电联盟会长 作者:锂电联盟会长 2022-06-22 15:41 次阅读

混合脉冲功率特性(HybirdPulse Power Characterization,简称HPPC)测试是动力电池性能评估中的一项重要的测试方法,该方法主要针对混合动力车用电池系统、模块以及电池单体进行性能评估及电源系统管理等。本文主要讲述HPPC的测试原理和方法,后续会分享HPPC实际应用案列,请持续关注。

1.1HPPC测试的定义

HPPC,是用来体现动力电池脉冲充放电性能的一种特征测试。HPPC测试的特性曲线显示在图1(a)中。其目的是演示功率辅助目标在不同放电深度(DOD)下的放电脉冲和再生充电脉冲功率能力。

9d08e8f6-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图1HPPC测试特性曲线(a)和完整的HPPC测试过程(b)

HPPC的测试过程是图1(a)的特性曲线的简单重复。测试从满电态开始,每放电10%DOD后静置1h并进行脉冲,直至100%DOD放电后静置1h结束,如图1(b)。静置1h是让电池达到电化学和热平衡状态。需记录每个静置期间的电压,以建立电池的OCV(开路电压)曲线。测试脉冲电流使用低电流(Imax的25%)和高电流(Imax的75%)两种峰值电流来执行,Imax为制造商确定的最大允许10s脉冲放电电流。

1.2HPPC测试所得结果分析

1.2.1开路电压OCV

开路电压(OCV)为每个HPPC静置期结束时的值,可绘制为放电深度(DOD)的函数。根据测试数据点,可通过直线插补或数据拟合曲线来估计其他DOD值下的OCV,如图2。

1.2.2计算内阻特性作为放电深度的函数

根据方程(1)和(2)和图1,使用ΔV/ΔI计算来确定每次测试的放电和再生充电电阻,如图2。

9d1f569a-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

9d2ebe50-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图2 开路电压和脉冲电阻与放电深度的关系

1.2.3脉冲功率能力

从电压和电阻特性可以得出脉冲功率能力,并绘制为DOD的函数。脉冲功率能力为Vmin放电能力和Vmax再生充电能力,Vmin和Vmax为电池单体最小和最大工作电压。利用方程式(3)和(4),可以从图3中找出相关DOD上对应的的电阻及OCV并计算出放电功率和再生充电脉冲功率。

9d3976ce-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

这些功率能力值能确定可用放电深度和能量值的变化量。功率能力与DOD关系图的示例如图3所示,在确定DOD值时须考虑放电脉冲消耗的容量,故再生充电DOD值会出现滞后现象。

9d4ee072-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图3 脉冲功率能力与放电深度的关系

1.2.4可用能量

可用能量定义为电池系统1C放电可得到的能量。确定可用能量步骤有:在不同放电深度下建立HPPC功率与1C放电能量之间的关系;采用电池尺寸因子(Battery Size Factor,简称BSF)来缩放能量和功率;确定满足测试手册目标要求的最小和最大DOD值;在精确满足目标的情况下,计算放电区域上可用的(1C放电)能量。

如图4可以转换为功率-能量曲线,通过1C放电HPPC数据中用能量值替换DOD值,得到单体电池层面所得的功率与1C放电能量曲线。单体的功率-能量值可与尺寸因子BSF换算(相乘)后与FreedomCAR指标进行比较。如图4为采用尺寸因子40的放大结果。在图中添加代表功率目标的水平线,通过水平线与曲线的交叉点即可确定可用能量。图4中可用能量约为1330Wh和480Wh之差,即850Wh。850Wh的结果比最小功率目标300Wh高出550Wh的能量,由于电池使用寿命中功率能力和可用能量的衰减,在生命结束时也需要满足动力系统的功率和能量目标,因此差值在电池使用初期是有必要的,当能量余量减小到零的点即为电池生命终点。

9d5e886a-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图4 确定可用能量

1.2.5可用功率

可用功率是当可用能量达到FreedomCAR测试手册中要求的最小值时,最大放电功率能力。该参数主要用于考察电池在全生命周期的退化情况。可用功率和可用能量反应了任意时间点上的两个电池性能互补,如图5。

9d7a898e-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图5 可用能量对功率的曲线

1.2.6功率和能量衰减

对于系统的寿命测试,可用功率和能量衰减率来表示。可用功率和可用能量随时间的变化需要在某个时间点定期进行测试,以初始(BOL)原值的百分比表示,如方程(5)和(6)。

功率衰减(%)=100×(1-可用功率/初期可用功率)(5)

能量衰减(%)=100×(1-可用能量/初期可用能量)(6)

1.2.7最小和最大DOD值

满足(FreedomCAR)电动车系统动力目标的最小和最大DOD值可通过使用与图4中相同的HPPC数据和缩放因子来确定,但需与HPPC测试的原始DOD值作图(横轴无需转化为能量值)。如图6满足功率辅助目标的最小和最大DOD值分别约为28和76%,而满足可用能量目标的最大DOD值约为57%。

9d853b22-eed4-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图6 满足(FreedomCAR)系统目标的最小和最大DOD值

原文标题:动力电池HPPC的测试原理和方法

文章出处:【微信公众号:锂电联盟会长】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑:汤梓红
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 动力电池
    +关注

    关注

    113

    文章

    4534

    浏览量

    77645
  • 测试
    +关注

    关注

    8

    文章

    5298

    浏览量

    126634
  • 脉冲电流
    +关注

    关注

    0

    文章

    69

    浏览量

    12443

原文标题:动力电池HPPC的测试原理和方法

文章出处:【微信号:Recycle-Li-Battery,微信公众号:锂电联盟会长】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    动力电池气密性检测:了解检测仪的测试原理

    测试原理,帮助读者更深入地了解这一过程。动力电池气密性检测仪的测试原理主要基于压力衰减法。该方法可以通过在动力电池内部或外部构建封闭的气压环境来判断
    的头像 发表于 12-21 14:15 155次阅读
    <b class='flag-5'>动力电池</b>气密性检测:了解检测仪的<b class='flag-5'>测试</b>原理

    锂电动力电池和普通锂电电池分辨外观方法

    、保修期等信息。 贴纸上的信息相对简洁,但会突出动力电池特性,如高能量密度、高放电功率等。 普通锂电电池 : 外表面同样会有贴纸,但上面的信息可能更加详细,包括
    的头像 发表于 10-15 16:13 821次阅读

    动力电池阻抗分析

    动力电池作为电动汽车、储能系统以及其他便携式电子设备的关键组件,其性能稳定性和安全性至关重要。阻抗分析作为一种有效的电池性能评估手段,在电池研发、生产及应用过程中发挥着不可替代的作用。本文将对
    的头像 发表于 10-10 16:27 497次阅读

    【干货】新能源汽车动力电池详解

    动力电池系统指用来给电动汽车的驱动提供能量的一种能量储存装置,由一个或多个电池包以及电池管理(控制)系统组成。动力电池组成动力电池系统由四部
    的头像 发表于 08-23 17:15 3190次阅读
    【干货】新能源汽车<b class='flag-5'>动力电池</b>详解

    温度是如何对动力电池的性能造成影响?

    动力电池作为电动汽车的“心脏”,其性能直接决定了电动汽车的续航里程、加速性能以及整体使用体验。然而,动力电池的性能受温度影响显著,过高或过低的温度都会导致电池性能下降甚至损坏。本文将从多个方面探讨
    的头像 发表于 07-16 14:48 743次阅读

    动力电池自动测试系统测试介绍

    问题,如防止反接,如如何提高测量效率,降低设备成本,很少有制造商对电池的应用提出完整的解决方案。源仪电子提供一套完整的电池充放电测试设备。 电池充放电
    的头像 发表于 06-28 17:00 412次阅读

    动力电池的工作原理 动力电池的主要参数

    动力电池是电动汽车(EV)的核心部件,负责储存和释放电能,为车辆提供动力
    的头像 发表于 05-06 17:18 3051次阅读

    动力电池单体电池电压是多少?

    动力电池单体的电压取决于其使用的化学成分和电池设计。
    的头像 发表于 05-06 17:01 4362次阅读

    储能电池动力电池的区别

    储能电池动力电池虽然都是电池,但它们的设计、应用和性能特点有着显著的区别。
    的头像 发表于 04-22 17:11 1761次阅读

    雷达脉冲功率晶体管PH2729_110M数据手册

    电子发烧友网站提供《雷达脉冲功率晶体管PH2729_110M数据手册 .pdf》资料免费下载
    发表于 03-06 10:16 0次下载

    临沂临工新能源科技动力电池PACK项目首台动力电池下线仪式举行

    日前,临沂临工新能源科技有限公司动力电池PACK项目首台动力电池下线仪式举行。
    的头像 发表于 02-19 16:13 1490次阅读

    请问储能电池BMS和动力电池BMS有什么不同?

    储能电池BMS和动力电池BMS有什么不同?
    发表于 02-01 08:35

    锂离子动力电池挤压试验,电池安全性测试

    锂离子动力电池是新能源汽车的核心部件之一,其安全性能直接关系到车辆的整体安全。然而,近年来新能源汽车起火、爆炸等事故频发,其中不少与动力电池的安全问题有关。因此,对动力电池进行安全性能评估具有
    的头像 发表于 01-19 12:00 857次阅读
    锂离子<b class='flag-5'>动力电池</b>挤压试验,<b class='flag-5'>电池</b>安全性<b class='flag-5'>测试</b>

    动力电池结构与原理介绍

    动力电池是新能源整车的动力来源,主要分为电池包、模组、电芯。动力电池构造主要包括正极、负极和隔膜三部分。正极材料通常是锰酸锂或钴酸锂,负极材料是碳,隔膜则是聚合物膜。正极材料是
    的头像 发表于 01-05 16:54 2841次阅读
    <b class='flag-5'>动力电池</b>结构与原理介绍