动力电池HPPC功率性能测试

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解答：

1、 一、动力性能测试

2、 HPPC的特性分析是整车控制策略的基础，其测试目的之一是根据放电、搁置、脉冲充放电的电压特性曲线，得出阻抗R与SOC的函数关系。

3、 测试20Ah电动车用高功率磷酸铁锂电池，用HPPC测试脉冲功率能力，以10%DOD的间隔，电流比Ireg/Idis=0.75，对电池交替充放电10s。小电流脉冲电压曲线如图1(a)所示，计算功率容量和极化电阻率ASI(ASI=U/I有效电极面积)。通过对实验数据的分析，图1(b)表明，当电池放电至80%DOD时，电池的ASI显著增加，表明电池具有良好的脉冲功率能力。结合图1(c)可以得出电池在10%~70%DOD范围内具有优异的脉冲充放电能力，可以判断电池满足EV汽车的需求。

4、 图1小电流脉冲电压性能曲线(a)、不同DOD状态下的脉冲ASI曲线(b)和不同DOD状态下的比功率曲线(c)

5、 刘沙等人对自制17Ah高功率锂离子动力电池的脉冲功率特性进行了研究[1]。采用简化工况和HPPC充放电脉冲法，在国内某城市考察了电池在50%SOC循环过程中的脉冲功率和能量效率。循环过程中功率衰减规律的结果如图2所示。随着循环次数的增加，容量功率呈下降趋势，且初期衰减比后期更明显。容量功率衰减的主要原因是内阻的变化，但内阻增大的反应机理可能不同。

6、 图2循环中的放电和充电功率以及功率保持率

7、 方等[2]研究了混合动力汽车用镍氢电池输出功率的测试方法，并对多级脉冲放电和恒功率测试方法进行了比较。电池峰值输出功率与恒功率放电方式一致，但恒功率放电对测试设备要求较高，放电电流受到较大限制，会对电池造成损伤。

8、 赵书宏等人[3]比较了日本JEVS和美国FreedomCAR项目的HPPC试验方法。由于内阻的计算方法不同，得到的功率密度差别很大。JEVS的方法可以避免单一电流引起的结果偏差，但忽略了高倍率充放电电能的变化。JEVS的典型测试程序如图3所示。

9、 HPPC法考虑了中低额定电流和高额定电流的电压特性，但用一个电流测试功率容量也会出现单个电流引起的偏差问题。

10、 图33jev的典型测试程序

11、 第二，验证模型的计算方法

12、 通过HPPC循环验证了电池故障诊断的算法：Md[4]等人采用高储能的钴酸锂作为正极材料，在恶劣或滥用条件下电池电化学模型的参数会发生变化，因此建立了四个模型：正常充放电电池模型、过放电循环模型、24h过放电循环模型和过充电循环模型。

13、 所说的电

14、 电池失效条件将导致许多电化学电池模型参数和标称值之间的显著差异，这些参数和标称值可被视为单独的模型。

15、 在多个模型中使用基于偏微分代数方程(PDAD)监测的误差来监测电池的连续故障。

16、 将残差应用于多模型自适应估计方法，以检测电池的连续故障。

17、 HPPC循环模拟负荷的阶跃分析表明，该算法能够利用实测输入电流和终端输出电压准确检测和识别故障状态。计算和实际HPPC试验之间的比较如图4所示。

18、 用真实的HPPC循环模拟负载电流阶跃为错误诊断提供了有力的依据，每个模型与算法高度匹配，从而可以生成可靠的条件控制方法。

19、 此外，该诊断方法可以提高锂离子电池BMS管理系统故障诊断的准确性。

20、 图4电池模型与HPPC实际测试的比较

21、 第三，获取建模参数

22、 HPPC方法可用于评估所设计的电压阈值