[發明專利]一種鋰離子電池在環境箱內散熱均勻性的測試方法

在審

• 申請號: 201911415076.X
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111044922A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 云鳳玲;劉施陽;栗敬敬;方彥彥;沈雪玲;唐玲;崔義;張杭;暴新建;張瀟華;閆坤;高哲峰;王琳;張明;張向軍
• 申請（專利權）人: 國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385;G01N25/20
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 商曉莉

本發明提供一種對鋰離子電池在環境箱內散熱均勻性的測試方法，通過構建參數模型，執行曲線擬合，從擬合結果可以得到電池在不同位置處的實際換熱系數h′值，在加載條件下，為明確不同位置處電池散熱環境的均勻性，準確測試電池性能，確保平行樣測試結果的一致性，本發明采用對流換熱系數這個參數的差異評價電池在加載條件下環境箱內的均勻性。

技術領域

本發明屬于電池參數測量領域，尤其涉及鋰離子電池在環境箱內散熱均勻性的測試方法。

背景技術

鋰離子電池作為電動汽車的主要動力來源，其工作性能受溫度的影響較為嚴重，且隨著電池比能量的提高，電池的性能對溫度的敏感性增加。

電池在測試過程中，為嚴格控制環境溫度，通常將電池放置于環境箱中，而環境箱內不同位置的對流環境(即溫度)受進口、出口排風位置和箱體尺寸大小的影響而不同，溫度均勻性是評價環境箱的重要技術指標。環境箱內的溫度的均勻性的測量通常是在空載狀態下，設備容積小于2m³時，通過九點法布放熱電偶的差值進行評價(JJF1101-2013)，而在加載條件下，即電池測試過程中，環境箱內不同位置處散熱環境的差異(如上下層之間)，可能造成對溫度較敏感的電池的性能差異，如平行樣電池的一致性等問題。

檢測標準通常在環境箱空載狀態下，即無產熱的條件下，通過環境箱上、中、下不同位置布放熱電偶的差值評價環境箱內的溫度分布的均勻性，而在環境箱內加載電池，并且負載電流的條件下，環境箱內不同位置處的溫度變化，同時受產熱和散熱的綜合影響。因此，僅通過電池表面溫度的變化評價環境箱內不同位置處的散熱差異具有一定的局限性，且電池表面溫度傳感器具有一定的遲滯性。

對流換熱系數是單位面積上，流體與壁面之間在單位溫差下及單位時間內所能傳遞的熱量，其大小表征對流換熱過程的強弱程度，是評價對流散熱過程的主要參數。因此，如何在加載條件下，明確不同位置處電池的換熱系數大小，對準確測得電池性能和一致性評價尤為重要，且以對流換熱系數評價加載條件下環境箱內的均勻性更具實際意義。

發明內容

本發明的目的在加載條件下，為明確不同位置處電池散熱環境的均勻性，準確測試電池性能，確保平行樣間的一致性，本發明采用對流換熱系數這個參數的差異測試電池在加載條件下環境箱內的均勻性。

本發發明提供一種鋰離子電池在環境箱內散熱均勻性的測試方法，所述方法包括:

步驟一、在環境箱中的測試位置放置電池，將滿電態電池放空電，獲取靜置條件下，各個不同位置下，時間與溫度關系變化曲線，依據公式T＝T_amb+Be^-h’t進行曲線擬合，從擬合結果中獲得實際熱交換系數h′；其中T_amb為環境溫度，B為加權系數，t為時間參數，T電池表面溫度參數；

步驟二、根據獲得的實際熱交換系數h′，依據公式

求得電池的熱交換系數h,其中m為電池的質量，Cp,m是電池的比熱容,A為電池的表面積。

步驟三、比較不同位置的電池的對流換熱系數值，獲得加載條件下電池布放位置處環境箱的散熱均勻性。

優選，整個測試過程中，不同位置處均使用同一支電池進行測試。

優選，環境箱內包含層間支架，將電池分兩次放置于環境箱中的上層和下層，首先測試上層位置，即在電池表面正極極耳附近、中心點和負極極耳附近三個點分別布放熱電偶，記錄三個點處的實時溫度變化；下層位置，對該電池進行同樣操作。

優選，設定環境箱溫度為25℃，靜置30min，確保電池整體溫度與環境箱內溫度一致。

優選，將滿電態池放空電，按照標準充電方式，以恒流恒壓方式進行充電，充滿電后，靜止1h，再以1C進行放電，靜置時間為3～5h。