實際工況模擬測試 (任意波形)

傳統(tǒng)的充放電儀僅僅為動力電池提供一些重要的參數(shù)，諸如容量，效率，壽命等參數(shù)，但無法進行動力電池在電動車實際使用時的工況模擬測試。而且對傳統(tǒng)充/放電測試而言，還有很多未知問題無法模擬，這就會導致動力電池在實際使用時出現(xiàn)安全性降低，衰退加速和可靠性下降等問題。

比如，電動車在城市道路實際工況下，需要頻繁改變速度，如啟動，加速，停止，再啟動和怠速等。動力電池包也面臨其他壓力，比如車載空調(diào)制冷和加熱，在使用過程中，乘客的重量也做為負載加在電池上。

對于電動車，能量回收裝置同樣使得電池處于頻繁的充電和放電切換過程中。從制動的充電模式快速切換到加速的放電模式，對電池包的耐久性提出巨大挑戰(zhàn)。當然，電池/電池包可以通過實際路況中來檢驗，但這很耗時，成本很高，且操作性不強，因為每輛車駕駛不同，也無法提供可靠的方法來比較不同電池技術(shù)。

電動車動力電池工況模擬的挑戰(zhàn)

電動車在實際運行時的工況下，功率變化是在毫秒級別內(nèi)完成的，比如部分報道的數(shù)據(jù)如下

• 車輛點火到啟動瞬間，啟動電池組的電流上升到峰值時間1mS-8mS

(電流上升時間)

• 帶能量回饋式式的電動車在急剎車時，電池組回饋的電流會在10-30mS內(nèi)達到峰值

(電流切換時間)

• 可以看到，動力電池組在一段長時間大電流放電后，踩剎車得到能量回饋前有6ms的上升延，電流從0.8A上升到280A，持續(xù)時間為11ms。 (連續(xù)快速切換能力）

因此實際工況模擬設備需要具有以下要求

• 快速響應時間

• 快速采用速率

• 快速切換速率

• 大數(shù)據(jù)處理能力-在一定時間內(nèi)由BMS獲取的實際駕駛數(shù)據(jù)可達數(shù)百G

• 軟件用戶自定義模式-模擬任意波形

• 交流阻抗能力-用于實時診斷評估電池不同工況模擬后的變化

標準的城市道路工況模擬測試 (比如IEC 62660) 電動道路車輛用二次鋰離子蓄電池：鋰離子電池性能試驗

使用測試設備進行標準工況模擬測試，比如IEC 62660 標準，可以提供純電電動車，混合動力車和插電式混合動力車用動力電池-鋰離子二次電池的性能和壽命。標準測試可以對比不同實際的電動車及電池電化學體系。

輸力強9300R專注于用戶自定義測試

9300R不僅提供標準城市工況模擬測試，也易于加載和開發(fā)特定電池測試的記錄數(shù)據(jù)。這對于每個制造商來說是獨一無二的，而且要根據(jù)再現(xiàn)的測試條件，持續(xù)時間會很長。為了應對這個要求，Solartron 9300R 開發(fā)出了獨特的測試能力，來重現(xiàn)持續(xù)的測試程序，存儲的文件大小受存儲空間限制。另外，這些測試可以通過輸力強9300R 24位的高性能模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC) 和高速數(shù)據(jù)采集速率進行模擬測試。此功能為電池開發(fā)提供了新的策略，使得所研發(fā)的電池會優(yōu)于同類產(chǎn)品。

其他應用:

電動車作為最主要的應用領域，需要模擬實際充電和放電工況。但是，其他很多應用領域也可以使用該技術(shù)。多樣性的應用包括:

• 空中巴士荷載 (模擬起降，著陸，懸停，逆風荷載等)

• 無人機包裹投遞

• 電動工具開發(fā)

• 軍事用途

應用無止境!

SI-9300R 獨特的測試能力

SI-9300R 電池測試系統(tǒng)具有市場領先的工況模擬測試，在很快范圍內(nèi)可以使用。由于其專利技術(shù)，輸力強9300R可以施加任意波形，目前在業(yè)內(nèi)具有最高的采樣速率。

具有以下特點:

• 多個波形衍生自標準，計算或者測量參數(shù)，如電壓，電流，功率和加載次序等，可配置為CSV格式存儲于共享盤中調(diào)用。

• 測試系統(tǒng)通道可以直接訪問存儲數(shù)據(jù)，允許無限的波形持續(xù)時間，根據(jù)需要序列實驗可持續(xù)數(shù)小時或者數(shù)天

• 快速數(shù)據(jù)采集 (高達 1 mS/點) 可以集合線性，脈沖甚至正弦波施加于電池

• 波形可重現(xiàn)，循環(huán)或者序列實驗以模擬不同工況

• 多通道可以同時進行序列實驗，測量速率無限制，每個通道可采集高達1000樣品點/秒， 并使用數(shù)據(jù)直存硬盤技術(shù)，無需電腦介入。

• 快速充電/放電切換來模擬能量回收

• 序列實驗的安全限制條件包含監(jiān)測電壓，電流，功率，荷載和溫度等其他關(guān)鍵參數(shù)

• 環(huán)境實驗艙可以在整個序列實驗中實現(xiàn)自動控制

• 庫倫分析也可以在序列實驗充放電過程中進行監(jiān)測

• EIS等交流阻抗技術(shù)也可以植入工況模擬測試中來考察電池的衰減

輸力強9300R-電動車用動力電池

城市道路

工況模擬測試設置

也可設置復雜的測試程序，比如集合單個或多個波形標準CC-CV充電步驟，靜置和阻抗分析等來監(jiān)測循環(huán)的效果，此例顯示了多步循環(huán)序列實驗。

數(shù)據(jù)放大后顯示1mS間隔內(nèi)的情況:

輸力強9300R其他技術(shù)亮點

參考資料： 

1. IEC-62660，電動道路車輛用二次鋰離子蓄電池：鋰離子電池性能測試

2. NEDC: 新標歐洲循環(huán)測試NEDC (New-European-Driving-Cycle)

3. UUDS: 城市道路循環(huán)UDDS（Urban Dynamometer Driving Schedule）

4. Lithium-ion battery aging dataset based on electric vehicle real-driving profiles, Data in Brief 41 (2022) 107995

5. www.ameteksi.com

6. www.par-solartron.com.cn