[發(fā)明專利]一種基于衰減系數(shù)的串聯(lián)電池組可放出電量衰減評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410024895.2
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN103698716A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱春波;孫金磊;宋凱;楊鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 楊立超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于衰減系數(shù)的串聯(lián)電池組可放出電量衰減測試并基于該測試進(jìn)行評價(jià)的方法，涉及電池組放電量預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

理想單體電池構(gòu)成的電池組在不考慮內(nèi)阻、溫度、開路電壓、庫倫效率、容量等不一致因素的前提下可放出電量與單體應(yīng)保持一致，但由于電池單體不一致性的客觀存在，串聯(lián)鋰離子電池組在經(jīng)過長期循環(huán)充放電后會(huì)出現(xiàn)電池組內(nèi)單體電量的不均衡，導(dǎo)致電池組實(shí)際可放出電量的衰減，當(dāng)衰減達(dá)到一定程度將影響電池組性能，當(dāng)無法滿足實(shí)際需求時(shí)就需要更換電池，而此時(shí)電池單體容量并沒有衰減到需要更換的程度。只是電池組由于自身的不均衡在保證安全充放電的前提下無法實(shí)際放出那么多電量。如果根據(jù)電池組可放出電量判斷是否需要更換所有電池，這將造成極大的浪費(fèi)。因此，需要在電池單體成組前進(jìn)行可放出電量衰減測試，根據(jù)測試結(jié)果判斷電池成組后的可放出電量衰減速度，判斷該類型電池是否具備成組條件，估計(jì)成組后可能出現(xiàn)不均衡的時(shí)間，對電池組衰減進(jìn)行整體評價(jià)和預(yù)測，為電池系統(tǒng)均衡維護(hù)以及維修提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電池組可放出電量缺乏測試標(biāo)準(zhǔn)和無法進(jìn)行比較和評價(jià)的問題，從而提供一種基于衰減系數(shù)的串聯(lián)電池組可放出電量衰減評價(jià)方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

一種基于衰減系數(shù)的串聯(lián)電池組可放出電量衰減評價(jià)方法，所述方法的實(shí)現(xiàn)過程為：

步驟一：選擇需要進(jìn)行測試的電池單體，在室溫下測定電池單體容量；對單體以1C恒流放電到下限截止電壓停止；按照廠家規(guī)定的充電方法對各組成電池組的單體采用先恒流充電再恒壓充電的方式進(jìn)行充電并達(dá)到充滿狀態(tài)；

步驟二：采用相同類型，相同批次電池單體串聯(lián)構(gòu)成電池組；

步驟三：選擇電池手冊中規(guī)定正常工作溫度范圍內(nèi)的某一溫度點(diǎn)作為待測溫度點(diǎn)，以下步驟均在此待測溫度點(diǎn)下進(jìn)行；

步驟四：對待測電池組采用同一循環(huán)方式進(jìn)行充放電，采取恒定電流循環(huán)充放電的方式或采用恒流轉(zhuǎn)恒壓的方式；在每個(gè)充放電循環(huán)中都必須保證在充電過程中，當(dāng)有任意單體達(dá)到廠家規(guī)定的充電上限截止電壓時(shí)停止充電并轉(zhuǎn)為靜置狀態(tài)；在放電過程中，當(dāng)有任意單體達(dá)到廠家規(guī)定的放電下限截止電壓時(shí)停止放電并轉(zhuǎn)為靜置狀態(tài)；在每個(gè)循環(huán)測試過程中記錄電池組可放出電量的變化；

步驟五：觀察并記錄每一次循環(huán)后電池組可放出電量；當(dāng)電池組可放出電量衰減達(dá)到單體額定容量的x%時(shí)停止步驟四中的循環(huán)，記錄此時(shí)的循環(huán)次數(shù)N_{電池組循環(huán)}；

步驟六：選取組成電池組同一型號(hào)同一批次的單體進(jìn)行步驟四中相同的充放電循環(huán)，同樣在可放出電量衰減到額定單體容量的x%時(shí)記錄循環(huán)次數(shù)N_{單體循環(huán)}；串聯(lián)電池組可放出電量衰減系數(shù)R=N_{電池組循環(huán)}/N_{單體循環(huán)}×100%；

步驟七：根據(jù)R值來評價(jià)串聯(lián)電池組的可放出電量衰減程度。

本發(fā)明針對串聯(lián)電池組由于單體容量、開路電壓、溫度、庫倫效率等不一致現(xiàn)象造成的電池組多次充放電循環(huán)后可放出電量衰減的問題，提出用電池組可放出電量衰減系數(shù)來評價(jià)電池組可放出電量衰減情況。本發(fā)明提供單體不一致導(dǎo)致的串聯(lián)電池組可放出電量衰減評價(jià)方法。該方法采用電池組可放出電量衰減系數(shù)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過實(shí)驗(yàn)獲得電池組可放出電量衰減到一定百分比時(shí)所對應(yīng)的衰減次數(shù)和單體容量衰減相同百分比時(shí)所對應(yīng)的衰減次數(shù)，將這兩個(gè)衰減次數(shù)的比值定義為電池組可放出電量衰減系數(shù)，通過衰減系數(shù)可以判斷和評價(jià)電池成組后的衰減情況，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果評價(jià)電池成組性能，給出電池系統(tǒng)定期維護(hù)和維修的參考時(shí)間。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明方法不需要固定電池類型、電池型號(hào)、電池容量、構(gòu)成電池組的單體個(gè)數(shù)、充放電倍率，只需保證相同類型相型號(hào)電池以相同的充放電機(jī)制循環(huán)充放電就可以采用本方法進(jìn)行測試和評價(jià)。本發(fā)明方法采用電池組可放出電量衰減系數(shù)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。衰減系數(shù)是以電池組可放出電量衰減到單體容量的一定百分比時(shí)所對應(yīng)的衰減次數(shù)和單體容量衰減相同百分比時(shí)所對應(yīng)的衰減次數(shù)的比值作為判斷依據(jù)，以這個(gè)比值來評價(jià)電池組可放出電量的衰減情況。

本發(fā)明方法不需要考慮電池組單體容量、單體數(shù)量、單體一致性等因素，只需對電池組和單體分別進(jìn)行少量充放電循環(huán)就可以根據(jù)電池組和單體衰減相同比例電量時(shí)所用的循環(huán)次數(shù)的比值確定電池組可放出電量的衰減系數(shù)。該方法有助于節(jié)約測試時(shí)間和減少評價(jià)電池組衰減性能所需能源消耗。可以為電池組均衡時(shí)機(jī)的選取和定期維護(hù)提供依據(jù)。本方法適用于電動(dòng)汽車、大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)等串聯(lián)電池組應(yīng)用領(lǐng)域。