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    鋰離子電池的功率測試以及計算方法分析!

    鉅大LARGE  |  點擊量:8584次  |  2019年03月26日  

    摘要
    隨著電動車市場規模的不斷擴大,電動車的使用也越來越普及,但是跟傳統燃油車不同的是其驅動方式是由鋰離子動力電池提供的,那么,在電池不同SOC狀況下的功率是如何提供給整車的呢?

    隨著電動車市場規模的不斷擴大,電動車的使用也越來越普及,但是跟傳統燃油車不同的是其驅動方式是由鋰離子動力電池提供的,那么,在電池不同SOC狀況下的功率是如何提供給整車的呢?今天就來簡單介紹一下鋰離子動力電池功率的測試以及計算方法。

    1、HPPC方法

    其全稱為混合脈沖功率性能測試(HybridPulsePowerCharacterizationTest,來源于美國FreedomCAR混合動力汽車檢測手冊,其基本測試思路為在不同SOC下對動力電池進行脈沖充放電測試,通過計算可以得出動力電池在全區間使用區間內的功率性能。

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    其脈沖電流的選擇也是有講究的,首先需要測試電池的放電倍率性能,如果電池最大放電倍率為10C,那么這個HPPC測試所選用的脈沖放電電流為最大放電倍率的0.25倍,是2.5C,充電電流為2.5C的0.75倍,當然實際測試時可以取整數,這個不同廠家是不一樣的,在較高或者較低SOC時很有可能放不到時間就到截止電壓,實際測試時需要根據電池的狀態進行調整。

    測試完成后,就可以根據原始數據對電池的性能進行分析了。

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    首先需要計算電池的直流內阻,實際上就是脈沖前后的電壓降和電流的比值:

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    如果不同溫度,就可以計算電池在不同溫度下的直流內阻,對于整車的熱仿真都是很有意義的數據。

    接下來就可以計算電池在某個SOC下的功率能力了,公式如下:

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    解釋一下啊,公式中的Vmin和Vmax代表的是電池的上下限電壓,三元材料一般就是2.5-4.2V,OCV就是在脈沖放電(充電)前的開路電壓,R就是上面所計算的直流內阻,這些數據都有了,就可以計算了。

    如果再加上溫度,就可以繪制一個三維的圖,就是我們常說的電池mapping,就是電池基本的功率能力了,當然,如果要折合到系統上的話,還需要一定的換算才可以使用。

    2.JEVS法

    其全程為Japanelectricvehiclesociety,來源于日本的一個測試方法,主要應用于HEV電池,其基本思路為在同一SOC下使用遞增的電流進行脈沖充放電,間隔時間可以是10S,也可以是30S,通過原始數據中的一系列電流、電壓繪制曲線進行擬合,就可以找到該SOC下對應電池充電或放電時達到截止電壓前的最大充電電流或最大放電電流,再分別乘以充電截止電壓和放電截止電壓就得到了電池在該SOC下的最大充放電功率。

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    鋰離子電池的功率測試以及計算!鋰離子電池的功率測試以及計算!

    同樣,也可以計算出電池在不同電流下的直流內阻,相比于HPPC,可以獲得更多的數據,相應的測試周期也會很長。

    小結:實際動力電池在使用時,其工況過程是很復雜的,因而每一種測試都是具有局限性的,所以在實際中需要兩種方法結合,各自取長補短,在得到計算值后,用得到的功率值對電池進行恒功率沖放電進行驗證,這樣就能得到比較準確的結果。

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