[發明專利]一種用于電池產熱量的測試和估算方法

有效

• 申請號: 202010219002.5
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111398824B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 席椿富;譙鑫;王勇;萬旭輝;夏春波;譚文林;周龍
• 申請（專利權）人: 中國汽車工程研究院股份有限公司
• 主分類號: G01R31/387
• 分類號: G01R31/387;G01R31/385;G01K17/00;H01M10/48
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 范淑萍

本發明涉及電池產熱量測試技術領域，具體公開了一種用于電池產熱量的測試和估算方法，包括如下步驟：通過數據記錄設備分別記錄第一階段、第二階段和第三階段的測試數據；測試數據包括第一溫度傳感器測量的電池表面溫度、第二溫度傳感器測量的空氣溫度；負載加載裝置對電池充電、放電時的電流、電壓，以及SOC過程數據；建立方程，分別將第一階段、第二階段和第三階段的測試數據代入方程中計算溫熵系數，再通過溫熵系數計算電池產熱量。采用本發明的技術方案能準確且方便計算電池的產熱量。

技術領域

本發明涉及電池產熱量測試技術領域，特別涉及一種用于電池產熱量的測試和估算方法。

背景技術

鋰離子電池在工作過程中會發熱，對使用過程有很大影響，因此在各種含鋰離子電池的產品生產設計時，需要關注電池的產熱量并進行計算。尤其是電動車行業，電動車的電池包含有上百個電池串并聯組成的電池包，如果單個電池的產熱量測量誤差較大，那么在電池包整體的發熱量計算上這種誤差就會被放大，可能導致嚴重后果。因此需要對單個電池的產熱量進行較精確的計算。

當前業界廣泛采用Bernardi方程計算電池產熱量：

式中，E表示平衡電動勢(單位V)，U表示電池工作電壓(單位V)，I表示工作電流(單位A)，T表示電池熱力學溫度(單位K)，Q表示產熱量(單位W)，dE/dT為溫熵系數。

Bernardi方程中，I(E-U)可根據已獲取參數后的等效電路以及電池的實際負載(放電電流或者放電功率等)進行計算。而(I*T*dE/dT)難以計算，因為要簡單、方便、準確的獲得dE/dT值不容易。例如，通過等效電路參數獲取過程得到的平衡電動勢E隨溫度和SOC變化的關系，再直接計算出E隨溫度的變化率dE/dT。但是這種方式算不準，因為E隨溫度的變化非常小，測試E值時精度往往不夠高，輕微的誤差會造成dE/dT變化很大。而且，當前使用的這種方法均需要相應的專業設備，流程繁瑣，耗時較長。有些時候非電池生產商在使用這些電池進行配套時，可能沒有條件、時間做這些測試。

因此，需要一種能準確且方便計算電池產熱量的方法。

發明內容

本發明提供了一種用于電池產熱量的測試和估算方法，能夠準確且方便的計算電池產熱量。

為了解決上述技術問題，本申請提供如下技術方案：

一種用于電池產熱量的測試和估算方法，包括如下步驟：

S101、準備待測電池、負載加載裝置、放置箱、數據記錄設備、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器；

S102、將電池表面貼上第一溫度傳感器，將電池與負載加載裝置電連接，然后將電池放入放置箱內；在放置箱外貼上第二溫度傳感器；第一溫度傳感器、第二溫度傳感器均與數據記錄設備信號連接；

S103、第一階段，通過負載加載裝置對電池進行充電，使SOC從0％到達第一閾值；第二階段，當SOC到達第一閾值時，停止充電，使電池靜置，直到電池表面溫度回落到預設溫度值；第三階段，通過負載加載裝置對電池進行放電，使SOC到達第二閾值；

S104、通過數據記錄設備和負載加載裝載分別記錄第一階段、第二階段和第三階段的測試數據；測試數據包括第一溫度傳感器測量的電池表面溫度、第二溫度傳感器測量的空氣溫度；電池充電、放電時的電流、電壓，以及SOC過程數據；

S201、建立如下方程：

式中，m表示電池的質量，c表示電池平均比熱容，T_bat為電池表面溫度平均值，T_amb為空氣溫度平均值，A為箱子與環境空氣接觸的表面積，h為環境與箱子外表面對流換熱系數；