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了解动力电池测试:从三个维度出发

导读: 动力电池从研发到应用的过程中需要进行大量复杂而重复的测试验证工作,同时测试方法、手段种类相似又各异。常常有人HPPC、NEDC、DST等测试制度耳熟能详,却不了解该如何对其应用。因此如果希望进一步了解电池测试,我觉得首先需要思考电池测试的出发点在哪?目的是什么?

动力电池从研发到应用的过程中需要进行大量复杂而重复的测试验证工作,同时测试方法、手段种类相似又各异。常常有人HPPC、NEDC、DST等测试制度耳熟能详,却不了解该如何对其应用。因此如果希望进一步了解电池测试,我觉得首先需要思考电池测试的出发点在哪?目的是什么?然后根据自己的理解在脑海中构建一幅地图,从而为后续的实验工作导航。

一、框架

下面简单说一下我构建的关于动力电池测试的“地图Map”。我认为可以从三个维度去理解动力电池测试。

动力电池测试可以从这三个维度去理解

1.第一个维度是电池企业。作为动力电池的OEM,电池企业必然需要通过一系列的测试获取电池的特性。为了便于理解你可以将这类测试类比为:人们常常会通过IQ测试、性格测试、体能测试等考评项目来了解自己的特点特长,从而为个人发展做出更好的决策一样。电池企业需要充分掌握其电池的特性,从而为电池管理算法提供必要的决策依据。

2.第二个维度是整车企业。作为动力电池的应用者,整车企业需要对其选型的电池是否满足产品全生命周期的性能需求进行评估测试。同样你可以将这一类测试理解为:招聘过程中企业通过笔试、面试、实习等方式评估面试人是否符合特定岗位所需的能力要求。

3.第三个维度是认证机构。作为市场的监管者,认证机构需要利用标准规范淘汰一部分不安全的、不环保的、不经济的落后产品,并通过有效的测试手段进行识别,避免其流入市场。同样你可以简单理解为:医院通过全面检查将部分在心理、生理上有严重缺陷的病人进行留院治疗。

有了上述三个维度的区分对于理解动力电池测试是如何进行的就能有宏观上的认知。

二、电池特性测试

首先从第一个维度的测试进行分析。电池产品规格书上通常会提供电池容量、标称电压、重量尺寸、能量(功率、体积)密度等基本参数,同时附录中会有不同倍率下的充放电曲线,不同温度下的充放电曲线,以及特定倍率下的寿命曲线。但仅仅利用规格书上的信息希望全面的了解电池特性并实现全面的电池管理的是远远不够的。那需要进行哪些测试项目呢?

1.BOL测试

很容易了理解,第一步当然是BOL(Beginning of Life)测试,即对电池在寿命初期进行全方位的体检。需要完成的测试主要有:容量测试、混合脉冲功率性能测试、倍率性能测试、自放电测试等。

1.1 容量测试

容量测试需要利用静态容量测试方法(SCT)在不同坏境温度下测得电池可用容量(包含能量)。不同的企业和标准有在SCT测试方法存在区别,但总体思路是类似的。例:在常温(25℃)环境下采用电池厂商规定方式满充,再在被测环境下充分搁置后采用1C倍率放电至截止电压(2.5V),记录释放的容量(能量)。实际实验中可连续重复测试3次取均值以提高准确性。

容量测试Output:温度与容量(能量)关系表。以时间T为X轴,以电压V为Y轴。不同温度下1C放电截止在X轴上的点为容量与温度的关系。而各个放电曲线与X、Y轴形成的面积之比就是不同温度下的可用能量之比。如下图所示:-20℃时的电池可用能量(Wh) = 阴影部分的面积S。由此可见,SOE比SOC能更加准确的表示出剩余的能量,从而更准确的评估剩余里程。

动力电池测试可以从这三个维度去理解

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