[發明專利]通過調整電池放電截止電壓以增加低溫放電容量的方法

有效

• 申請號: 201610067517.1
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105742738B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 張劍波;李哲;葛昊;張雅琨
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/42
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于電池技術領域，特別涉及一種通過調整電池放電截止電壓以增加低溫放電容量的方法。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電率低、無記憶效應等優點，與鉛酸電池、鎳氫電池相比，更宜作為純電動汽車、插電式電動汽車以及混合動力汽車的主要驅動電源，也是手機、筆記本電腦等主要的儲能元件。然而，低溫下鋰離子電池內部各類阻抗大幅增加，即使是高荷電狀態的電池在低溫下放電時，按照常溫的放電規程，能夠放出的電量也較少，可用電量降低；鋰離子電池低溫下的使用存在困難。

目前針對電池的低溫使用問題，工程應用上通常從電池預熱的角度入手，通過外部預熱或內部預熱的方法，將電池的溫度提高，再進行使用。電池預熱的方法雖然能夠從根本上解決電池低溫使用的問題，但需要額外開發加熱策略及硬件，耗費額外的預熱時間；通常電池預熱的方法對于電池的低溫充電問題更為有效。對于電池的放電使用情況，仍希望有一種簡便快捷的低溫放電方法，保證電池的低溫放電能力，提高電池的低溫放電容量。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提出了一種通過調整電池放電截止電壓以增加低溫放電容量的方法，根據本發明的低溫放電方法，可以通過調整電池低溫放電工況下的放電截止電壓，改變電池的放電規程，使電池放出更多的電量。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提出的一種通過調整電池放電截止電壓以增加低溫放電容量的方法，主要包括如下步驟：

1)對電池進行標定，測量電池在較低荷電狀態(State of Charge,SOC)不同溫度(尤其是低溫下)的直流內阻；

2)獲取電池在不同溫度、不同倍率、不同散熱條件下的放電曲線，及從放電曲線中獲取電池低溫放電時由于熱電耦合作用產生的電壓回升點；

3)獲取電池當前的溫度，根據電池的放電倍率、電池在不同溫度下的內阻以及電池低溫放電曲線的電壓回升點，調整電池的放電截止電壓；

步驟1)中的直流內阻測試方法可以有電流階躍、電勢階躍、電流間斷等方法。

步驟2)中電池低溫放電曲線及電壓回升點的獲取方法可以采用實驗標定的方法，也可以建立電池的溫度耦合的放電模型，通過模型計算獲得。

步驟3)調整電池放電截止電壓的方法為：V_cut,LT＝V_cut,RT-a×(R_LT-R_RT)×I，且保證V_cut,LT<V_turn。其中V_cut,LT是低溫放電截止電壓，V_cut,RT是常溫放電截止電壓，R_LT是低溫下低荷電狀態內阻，R_RT是常溫下低荷電狀態內阻，a是調整系數，I是放電電流，V_turn是電壓回升點。即，低溫工況下，根據電池內阻的增加降低電池的放電截止電壓，同時保證電池的放電截止電壓在電池放電曲線的電壓回升點之下。

步驟3)中還包括，實時監控電池的溫度和放電電流，記錄電池的放電電量，實時調整電池的放電截止電壓和放電截止時間，在達到更好的使用效果的同時，避免電池過放。

附圖說明

圖1為本發明的通過調整電池放電截止電壓以增加低溫放電容量的方法流程圖；

圖2為本發明的實施例中電池低溫放電與常溫下放電對比圖；

圖3為本發明的實施例中電池直流內阻測試示意圖；

圖4為本發明的實施例中電池低溫放電曲線與電壓回升點示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

本發明提出的一種通過調整電池放電截止電壓以增加低溫放電容量的方法，如圖1所示，主要包括如下步驟：

1)對電池進行標定，測量電池在較低荷電狀態(State of Charge,SOC)不同溫度(尤其是低溫下)的直流內阻；

2)獲取電池在不同溫度、不同放電倍率、不同散熱條件下的放電曲線，從放電曲線中獲取電池低溫放電時由于熱電耦合作用產生的電壓回升點；

3)獲取電池當前的溫度值，根據電池的放電倍率、電池在不同溫度下的直流內阻以及電池低溫放電曲線的電壓回升點，調整電池的放電截止電壓。

所述步驟1)中測量電池的直流內阻的方法，可以采用電流階躍、電勢階躍或電流間斷等方法中的一種。