목적 및 적용 가능성:
이 애플리케이션 노트에서는 다음을 소개합니다. 이 애플리케이션 노트에서는 전기 자동차(EV)용 배터리의 수명 거동 성능을 평가하기 위한 일련의 테스트를 소개합니다.
Arbin은 전 세계 전기 자동차 업계 리더들과 협력하여 모든 크기의 셀, 모듈 및 팩에 대한 포괄적인 배터리 테스트 솔루션을 제공합니다.
이러한 테스트는 Arbin의 장비 및 관련 액세서리 (accessory) 에 의해 쉽게 수행되고 설치되어 결과의 정확성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.
정전류 및 정전압(CC-CV) 충전/방전 프로파일만 사용할 수 있는 기존 배터리 사이클링과 비교할 때 EV 테스트 애플리케이션에서는 다양한 실제 애플리케이션을 기반으로 셀과 배터리 팩을 모두 충전/방전해야 합니다. 이러한 충전/방전 프로파일은 매우 동적이며 "기존" 테스트에 비해 훨씬 더 큰 전류 요구가 필요합니다.
 | 미국 자동차 연구 위원회, 환경 보호국 및 지방 주 정부는 모두 배터리 및 전기 자동차 성능 벤치마킹을 위한 테스트 표준을 개발하고 발표했습니다. |
연방 도시 주행 일정(FUDS) | 하이브리드 펄스 전력 특성화(HPPC) | 동적 스트레스 테스트(DST) | 피크 전력 테스트 | US06 | FTP EPA75 | HWFET | NYCC | LA92 등이 있습니다.
 | 유엔 경제위원회(UN Economic Commission)는 전기 자동차 배터리 테스트를 위한 WLTP(Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedures) 표준을 개발했으며 현재 유럽과 대부분의 아시아 국가(인도, 일본, 말레이시아, 한국, 태국, 베트남 등)에서 따르고 있습니다. |
I. 하이브리드 하이브리드 전력 펄스 특성화(HPPC) 테스트
HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization) 테스트는 방전 및 재생 펄스를 모두 통합하는 테스트 프로파일을 사용하여 장치의 사용 가능한 전압 범위에 대한 동적 전력 기능을 결정하기 위한 것입니다.
이 프로파일의 목적은 최소 및 최대 PowerAssist 목표(10초 방전, 10초 재생) 모두에 대해 다양한 DOD(방전 깊이) 값에서 방전 펄스 및 재생 펄스 전력 기능을 시연하는 것입니다. 일반 테스트 프로토콜은 제조업체의 최대 정격 방전 전류에서 파생된 수준에서 정전류(정전력이 아님)를 사용합니다.
HPPC 소개:
- [BSF] 배터리 크기 계수: Battery Size Factor:장치가 사이클 수명 및 달력 수명을 포함한 모든 목표를 충족하는 데 필요한 주어진 설계의 최소 단위(셀/모듈/또는 서브 배터리) 수입니다. 가능한 경우 배터리 크기 계수는 제조업체의 테스트와 수명 경과에 따른 시스템 부담 및 성능 저하에 필요한 허용량에 대한 최상의 추정치를 기반으로 제조업체에서 지정합니다.
- [V명목상] 공칭 전압Nominal 전압: Vmax와 Vmin의 차이점입니다. 즉, 총 에너지 / 총 용량
- [IHPPC] HPPC 전류 = [PCPD] 정전력 방전 목표 / (V명목상 * BSF)
- 저전류 HPPC 테스트: 방전 펄스 = [IHPPC] * 2.5
- 고전류 HPPC 테스트: 방전 펄스 = 최대 정격 전류의 75%, 여기서 최대 전류는 10초 동안 제조업체가 허용하는 절대 최대 펄스 방전 전류입니다.
| 시간 증분(초) | 누적 시간(초) | 상대 전류 펄스 |
| 10 | 10 | 1.00(방전) |
| 40 | 50 | 0 |
| 10 | 60 | -0.75(재생) |
Arbin 배터리 사이클러 테스트 프로필 개요
*참고: HPPC 방전 및 재생 속도는 "저전류 HPPC" 또는 "고전류 HPPC" 속도 또는 제조업체 권장 값을 기준으로 정의해야 합니다.
**참고: Vmin 및 Vmax는 제조업체 권장 값을 기준으로 해야 합니다.
***주: 퇴원율은 I를 기준으로 해야 합니다.HPPC또는 제조업체 권장 값입니다.
방법 1: 정전류 제어 유형 사용(여기서의 전류 값은 예시일 뿐이며, 배터리에 따라 달라집니다)
아빈 스텝 #
HPPC 테스트의 각 섹션에 해당합니다.
배터리 사이클러 테스트 프로필
- 10초 동안 OCV 측정
[5초마다 로그]
- DCIR 측정
- Vmin**으로 사전 방전*
[30초마다, 100mV마다 로그
변경]
- 퇴원 후 1시간 동안 휴식
[1분마다 로그]
- Vmax**에 사전 충전*하기
[30초마다, 100mV마다 로그
변경]
- 충전 후 1시간 동안 휴식
[1분마다 로그]
- 충전 및 방전 용량 및 에너지, TC_Discharge_Capacity1 카운터 재설정
증분 사이클_인덱스
*참고: 충전 및 방전 속도는 제조업체 권장 값을 기준으로 해야 합니다.
**참고: Vmin 및 Vmax는 제조업체 권장 값을 기준으로 해야 합니다.
- HPPC 방전*을 10초간 누릅니다.
Vmin**에 도달하면 테스트 종료
[1초마다, 100mV 변화 시마다 데이터 기록]
- HPPC_Rest를 40초간 누릅니다.
[1초마다 데이터 기록]
10. 10초 동안 HPPC_Regen*을 실행합니다.
[1초마다, 100mV마다 로그
변경]
11. 정격 방전 용량 10%에 도달할 때까지 방전***_after_HPPC.
Vmin**에 도달하면 테스트를 종료합니다.
[1초마다, 100mV마다 로그
변경]
12. 1시간 동안 휴식_후_HPPC.
방전 용량이 공칭 용량의 100%에 도달하면 테스트가 종료됩니다.
[1분마다 데이터 기록]
13. TC_Discharge_Capacity1을 재설정하고 HPPC 프로필을 반복합니다.
방법 2: 현재 시뮬레이션 제어 유형 사용
방법 1은 각 단계를 더 잘 설명하기 위한 것입니다. 실제로 HPPC 테스트에서는 모든 충전 및 방전 단계를 '전류 시뮬레이션'이라는 한 단계로 통합하는 전류 시뮬레이션 방법을 사용하는 경우가 많습니다.
일정에서 이를 만들려면 제어 유형 현재 시뮬레이션을 선택한 다음 제어 값을 시뮬레이션 파일로 선택합니다:
이 파일의 값을 다음과 같이 설정하여 위 일정의 3~6단계를 대체할 수 있습니다.
그러면 다음 단계는 위의 7단계로 유지됩니다:
8~11단계는 이 시뮬레이션으로 대체할 수 있습니다:
이 두 번째 시뮬레이션에는 11단계의 단계 제한을 적용해야 합니다.
II. 콜드 크랭크 테스트
콜드 크랭킹 테스트는 콜드 크랭킹 전력 목표와 비교하기 위해 저온(일반적으로 -30ºC)에서 2초 전력 성능을 측정하기 위한 것입니다. 이 테스트는 가장 최근의 L-HPPC 데이터를 기반으로 CS 및 CD 가용 에너지 목표가 막 충족된 최대 DOD(최소 충전 상태)에서, 즉 두 목표에 필요한 에너지를 제거한 후 수행됩니다.
콜드 크랭크 테스트 프로필:
콜드 크랭킹 테스트 프로파일은 문자 그대로 콜드 크랭킹 출력 목표를 구현한 것으로, 12초 간격(즉, 펄스 간 10초)으로 2초 펄스 3회에 대해 7kW의 방전 전력을 제공할 수 있는 능력을 요구합니다. 플러그인 하이브리드 배터리 목표에 대한 프로필은 표에 정의되어 있으며 아래 그림에 설명되어 있습니다.
| 시간 증분(초) | 누적 시간(초) | 시스템 전력(kW) |
| 2 | 2 | 7 |
| 10 | 12 | 0 |
| 2 | 14 | 7 |
| 10 | 24 | 0 |
| 2 | 26 | 7 |
