中國儲能網(wǎng)訊：HPPC(HybridPulse Power Characterization)測試是FreemdomCar中一項非常重要的測試，目前基本任何的電池企業(yè)和電動汽車企業(yè)在對電池系統(tǒng)、模塊或者單體進(jìn)行評估時都會用到的一項非常常見的測試。本文愿與讀者共同討論下這個實驗的目的與方法。測試雖然簡單但是一些細(xì)節(jié)還是值得大家共同討論的。
1. HPPC測試的目的
本人理解這其實一項對電池功率性能初步了解的試驗，同時更重要的它也是通過結(jié)果對現(xiàn)有電池狀態(tài)進(jìn)行的評估的一項試驗。首先我們來看看FreedomCar中原文是怎樣描述這個測試的目的的？
“The objective of thisprofile is to demonstrate the discharge pulse and regen pulse powercapabilities at various depth of discharge (DOD) values for both the Minimumand Maximum Power-Assist goals (10-s discharge, 10-s regen).”
其實這段文字告訴我們了幾個方面的內(nèi)容，第一這個測試的目的主要是測試電池的脈沖能力，包括兩部分放電脈沖和回饋脈沖的能力；第二這個脈沖的能力其實建立是時間基礎(chǔ)上的(10s)，也就意味著時間長短的不同也會導(dǎo)致能力的不同，比如你只考察短時間2s的脈沖，一般情況功率能力肯定是大于長時間10s的；第三這個能力的考量其實是建立在不同的DOD狀態(tài)上的。
所以做這個測試的目的其實是一方面可以通過公式計算出電池的直流內(nèi)阻，另一方面應(yīng)該是得到一個表，幫助你了解整個電池在不同SOC狀態(tài)下，不同脈沖時間下，的放電和回饋脈沖功率的能力。
但是這里稍微引申討論一下，其實測出來的這個脈沖的能力還跟很多其他因素有關(guān)的，比如電池的溫度情況，比如電池壽命周期，fresh的電池和用過一段時間的電池能力肯定是不同的，比如你用的脈沖電流大小，如果不夠大肯定是測不出其最大的脈沖能力的，太大了又會直接hit到voltage的上下限同樣也是測不出真實能力的；而脈沖能力的變化其本質(zhì)也是電池內(nèi)阻的變化，不同溫度下，不同電流下，不同壽命周期時，電池的極化內(nèi)阻是不同的，所以其本質(zhì)又成了考量電池健康狀態(tài)的一種方法。
而FreedomCar第四章也提到了其實是考量在整個壽命周期當(dāng)中電池的可用容量和可用功率。這么看來HPPC其實遠(yuǎn)不是一個簡單的初步試驗?zāi)敲春唵?，其可以完全作為電池一個全壽命周期中任何時期一個狀態(tài)的評估方法。
2.HPPC測試的方法
下圖是FreedomCar中的表格，比較直觀：
一個HPPC測試中小的cycle基本是由這60s構(gòu)成的，10s脈沖放，40s休息，10s脈沖充，而整個的流程如下：
其實本質(zhì)就是每10%DOD做一次HPPC的脈沖，從高SOC到低SOC，當(dāng)然你也可以根據(jù)你自己系統(tǒng)設(shè)計的需要把區(qū)間分的更小，這樣你得到相應(yīng)的表也會更密。需要注意的是這里每一次放電結(jié)束都會有一個小時的rest的時間，這是讓電池的電壓值回到靜置狀態(tài)的一個等待時間，一個小時其實往往并不能使電池恢復(fù)到絕對的靜態(tài)，也就是說通過取這個靜態(tài)結(jié)束值作為SOC-OCV曲線，也僅僅得到的會是一條參考曲線，并不能得到絕對靜態(tài)的曲線。
當(dāng)我們要進(jìn)行不同目的試驗考量時，其實我們可以手動的去調(diào)整這個rest的時間，以達(dá)到目的，測試是活的，標(biāo)準(zhǔn)是死的，比如你要為電池系統(tǒng)標(biāo)定或者SOC的計算曲線得到一條標(biāo)線，你就可以把rest時間拉長，得到的結(jié)果應(yīng)該更趨于穩(wěn)態(tài)。
3.HPPC測試的結(jié)果
FreedomCar在第4章中談到了主要幾個方面的內(nèi)容，OCV曲線，內(nèi)阻，功率以及可用能量；
內(nèi)阻的計算
功率的計算
上述兩個是基本的計算，但計算功率的時候需要特別注意的是，其實可以分成三種功率，Voltagelimited，CurrentLimited和testpower, 其實這三個功率在一些DOD下并不是相同的。
例如DOD比較高時，做充電，脈沖電流又比較大時就會HIT到電壓的limit的，而一些低溫情況下，電流放不出來，達(dá)不到你的設(shè)定值，這一些情況需要特別注意，并不能說我測試得到了結(jié)果就直接算，應(yīng)該把每個DOD下實際放出來的電壓和電流進(jìn)行核對，才能最終得到真實的電池該狀態(tài)下的功率值。
HPPC測試的結(jié)果應(yīng)該是一個矩陣形式的結(jié)果，最終應(yīng)該能得出幾個維度，溫度，DOD，脈沖時間等正交實驗下電池的充放電脈沖能力和內(nèi)阻。
4.關(guān)于HPPC的幾點討論
關(guān)于HPPC測試有這樣幾點愿與讀者共同討論：
1.討論一：通過測試得到的SOC-OCV曲線實際為1h靜置之后的值，而實際做BSE試驗時往往可能需要更長的靜置時間，那么取多少的靜置時間和多大的轉(zhuǎn)換DOD區(qū)間的電流才是比較合適的呢？
2.討論二：做較大倍率脈沖時，先進(jìn)行的10s脈沖會影響到后一次脈沖開始時的SOC基準(zhǔn)，例如一個功率型電池，容量8Ah，假設(shè)在90%SOC下先進(jìn)行10C的10s脈沖放電，實際放出容量0.8Ah，開始充電脈沖時SOC其實已經(jīng)偏移到了約87.2%，最后得到關(guān)于充電脈沖的數(shù)據(jù)其實并不是在90%SOC下的值；而實際測試時往往并沒有對脈沖損失的容量進(jìn)行補(bǔ)償。大家是怎么考慮這個誤差的呢？
3.討論三：如何確定HPPC的容量基準(zhǔn)值，在低溫下進(jìn)行HPPC實驗時，若按照常溫下的容量作為基準(zhǔn)，則在測量低SOC區(qū)間下以沒有實際容量；若以低溫容量為基準(zhǔn)，又不能反應(yīng)實際SOC得位置，大家是以誰為參考的呢？
以上三個問題都是一些試驗細(xì)節(jié)的討論，相信不同的公司在測試時可能會有不同的設(shè)定，但測試的細(xì)節(jié)往往都是要遵從于試驗的初衷，相信不必太糾結(jié)于細(xì)節(jié)到底怎么設(shè)是對的，倒不如根據(jù)你實際的試驗需求去調(diào)整一下試驗的參數(shù)，能靠近你想要達(dá)到的目的，那么你的測試才是有意義的。
