Batterietest für Elektrofahrzeuge (EV) Anwendungshinweise

Zweck und Anwendbarkeit:

Diese Anwendungshinweise stellen vor eine Reihe von Tests zur Bewertung der Leistung und des Lebenszyklus von Batterien für Elektrofahrzeuge (EV).
Arbin arbeitet mit führenden Unternehmen der Elektrofahrzeugindustrie auf der ganzen Welt zusammen und bietet umfassende Batterietestlösungen für Zellen, Module und Packs aller Größen an.
Diese Tests lassen sich mit den Geräten und dem Zubehör von Arbin leicht durchführen und installieren, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.

Im Vergleich zu herkömmlichen Batteriezyklen, bei denen ausschließlich Lade-/Entladeprofile mit konstantem Strom und konstanter Spannung (CC-CV) verwendet werden, müssen bei EV-Testanwendungen sowohl Zellen als auch Batteriepacks auf der Grundlage verschiedener realer Anwendungen geladen/entladen werden. Diese Lade-/Entladeprofile sind hochdynamisch und erfordern im Vergleich zu "traditionellen" Tests einen viel höheren Strombedarf.

Das US Council for Automotive Research, die Environmental Protection Agency und die Regierungen der einzelnen Bundesstaaten haben Prüfstandards für die Bewertung von Batterien und der Leistung von Elektrofahrzeugen entwickelt und veröffentlicht.

Federal Urban Drive Schedule (FUDS) | Hybrid Pulse Power Characterization (HPPC) | Dynamic Stress Test (DST) | Peak Power Test | US06 | FTP EPA75 | HWFET | NYCC | LA92 | und viele mehr.

Die UN-Wirtschaftskommission hat die WLTP-Normen (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedures) für die Prüfung von Elektrofahrzeugbatterien entwickelt, die nun von Europa und den meisten asiatischen Ländern (Indien, Japan, Malaysia, Südkorea, Thailand, Vietnam usw.) befolgt werden.

  I.      Hybride LEISTUNGSPULS-CHARAKTERISIERUNG (HPPC) PRÜFUNG

Der Hybrid Pulse Power Characterization (HPPC) Test dient zur Bestimmung der dynamischen Leistungsfähigkeit über den nutzbaren Spannungsbereich des Geräts unter Verwendung eines Testprofils, das sowohl Entlade- als auch Regenerationsimpulse enthält.

Ziel dieses Profils ist es, die Leistungsfähigkeit der Entlade- und Regenerationsimpulse bei verschiedenen Entladetiefen (DOD) sowohl für die minimalen als auch für die maximalen PowerAssist-Ziele (10 s Entladung, 10 s Regeneration) zu demonstrieren. Das normale Testprotokoll verwendet konstanten Strom (nicht konstante Leistung) bei Werten, die vom maximalen Nennentladestrom des Herstellers abgeleitet sind.

HPPC Einführung:

-        [BSF] Größenfaktor der Batterie: die Mindestanzahl von Einheiten (Zellen/Module/oder Teilbatterien) einer bestimmten Bauart, die ein Gerät benötigt, um alle Zielvorgaben zu erfüllen, einschließlich der Zyklus- und Kalenderlebensdauer. Wo immer möglich, wird der Batteriegrößenfaktor vom Hersteller auf der Grundlage seiner Tests und bestmöglicher Schätzungen der erforderlichen Zuschläge für die Systembelastung und die Degradation während der Lebensdauer angegeben.

-        [V_nominal] Nennspannung: Differenz zwischen Vmax und Vmin, d.h. Gesamtenergie / Gesamtkapazität

-        [I_HPPC] HPPC Strom = [P_CPD] Konstante Leistung Entladungsziel / (V_nominal * BSF)

-        Niedrigstrom-HPPC-Test: Entladungsimpuls = [I_HPPC] * 2.5

-        Hochstrom-HPPC-Test: Entladeimpuls = 75% des maximalen Nennstroms, wobei der maximale Strom der vom Hersteller angegebene absolut maximal zulässige Impulsentladestrom für 10 Sekunden ist

Zeitinkrement (Sekunden)	Kumulative Zeit (Sekunden)	Relative StrömeImpulse
10	10	1,00 (Entlastung)
40	50	0
10	60	-0,75 (Regeneration)

Arbin Battery Cycler Übersicht über das Testprofil

*Hinweis: Die HPPC-Entlade- und Regenerationsrate sollte durch die "Low Current HPPC"- oder "High Current HPPC"-Raten oder auf der Grundlage der vom Hersteller empfohlenen Werte definiert werden.

**Hinweis: Vmin und Vmax sollten auf den vom Hersteller empfohlenen Werten basieren.

***Anmerkung: Die Entladungsrate sollte auf der Grundlage von I_HPPCoder die vom Hersteller empfohlenen Werte.

Methode 1: Verwendung der Konstantstromregelung (Die hier angegebenen Stromwerte dienen nur als Beispiel, sie hängen von der Batterie ab)

Arbin Stufe #

Entspricht jedem Abschnitt des HPPC-Tests.

Prüfprofil für Batteriezykler

1. OCV-Messung für 10 Sekunden

[Protokollierung alle 5 Sekunden]

2. DCIR-Messung
3. Vor der Entladung* bis Vmin**

[Protokollierung alle 30 Sekunden und alle 100mV

ändern]

4. Ruhe nach der Entlassung für 1 Stunde

[Protokollierung alle 1 Minute]

5. Vor-Ladung* bis Vmax**

[Protokollierung alle 30 Sekunden und alle 100mV

ändern]

6. Nach dem Aufladen 1 Stunde ruhen

[Protokollierung alle 1 Minute]

7. Zurücksetzen von Lade- und Entladekapazität und Energie sowie des Zählers TC_Discharge_Capacity1

Inkrement Zyklus_Index

*Hinweis: Die Lade- und Entladerate sollte auf den vom Hersteller empfohlenen Werten basieren.

**Hinweis: Vmin und Vmax sollten auf den vom Hersteller empfohlenen Werten basieren.

8. HPPC-Entladung* für 10 Sekunden.

Test beenden, wenn Vmin** erreicht ist

[Daten alle 1 Sekunde und jede 100mV-Änderung aufzeichnen].

9. HPPC_Rest für 40 Sekunden.

[Daten alle 1 Sekunde protokollieren]

10. HPPC_Regen* für 10 Sekunden

[Protokollierung alle 1 Sekunde und alle 100mV

ändern]

11. Entladen***_nach_HPPC bis 10% der Nennentladekapazität erreicht sind.

Test beenden, wenn Vmin** erreicht ist.

[Protokollierung alle 1 Sekunde und alle 100mV

ändern]

12. Ruhezeit_nach_HPPC für 1 Stunde.

Die Prüfung ist zu beenden, wenn die Entladekapazität 100% der Nennkapazität erreicht.

[Daten alle 1 Minute protokollieren]

13. TC_Discharge_Capacity1 zurücksetzen und HPPC-Profil wiederholen.

Methode 2: Verwendung der Stromsimulation als Kontrolltyp

Die Methode 1 dient zur besseren Erläuterung der einzelnen Schritte. In der Realität, für HPPC Test, viele Menschen mit aktuellen Simulation Methode, die bedeuten, kombinieren alle die Ladung und Entladung Schritt in einem Schritt der "aktuellen Simulation".

Um dies im Zeitplan vorzunehmen, wählen Sie die Steuerungsart Aktuelle Simulation und dann Steuerungswert als Simulationsdatei:

Sie können die Werte für diese Datei wie folgt festlegen, um die Schritte 3 bis 6 im obigen Zeitplan zu ersetzen.

Dann wird der nächste Schritt wie der obige Schritt 7 beibehalten:

Der Schritt von 8-11 kann durch diese Simulation ersetzt werden:

Für diese zweite Simulation sollten Sie die Schrittgrenze von Schritt 11 anwenden

  II. KALTSTARTVERSUCH

Der Cold Cranking Test dient der Messung der 2-s-Leistungsfähigkeit bei niedriger Temperatur (normalerweise -30 ºC) zum Vergleich mit dem/den Cold Cranking Power-Ziel(en). Die Prüfung wird bei maximalem DOD (minimaler Ladezustand) durchgeführt, bei dem die Zielvorgaben für die verfügbare Energie von CS und CD gerade erfüllt sind, d. h. nach Abzug der für beide Zielvorgaben erforderlichen Energie, basierend auf den neuesten L-HPPC-Daten.

Testprofil für die Kaltstartphase:

Das Cold Cranking Test Profile ist eine wörtliche Umsetzung der Cold Cranking Power-Ziele, die eine Entladeleistung von 7 kW für drei 2-s-Impulse in 12-s-Intervallen (d. h. 10 Sekunden zwischen den Impulsen) erfordern. Das Profil ist in der Tabelle definiert und in der Abbildung unten für die Plug-in-Hybrid-Batterieziele dargestellt.

Zeitinkrement (Sekunden)	Kumulative Zeit (Sekunden)	Systemleistung(kW)
2	2	7
10	12	0
2	14	7
10	24	0
2	26	7