[發(fā)明專利]一種基于夏季氣候的車用鋰離子電池工況及壽命階段預測方法

在審

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• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111931328A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳立鐸;王芳;林春景;劉仕強;馬天翼;姜成龍;樊彬;李玉鵬
• 申請（專利權）人: 中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司;中國汽車技術研究中心有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01R31/392;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 天津企興智財知識產(chǎn)權代理有限公司 12226
• 代理人: 劉影

本發(fā)明的一種基于夏季氣候的車用鋰離子電池工況及壽命階段預測方法，該方法將環(huán)境溫度濕度特點和熱管理的積極干預作用考慮其中，提供一種基于國內(nèi)夏季氣候條件下動力電池循環(huán)測試工況及基于該工況的電池所處壽命階段預測方法，可有效模擬電池系統(tǒng)在電動汽車用戶側使用條件下壽命所處階段，減小車輛真實測試經(jīng)濟成本，縮短整車電池壽命測試時間，為開發(fā)人員提供等效整車狀態(tài)電池，便于后續(xù)獲得所需整車狀態(tài)電池的電性能、安全性、可靠性等數(shù)據(jù)。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領域，具體涉及基于夏季氣候的車用鋰離子電池工況及壽命階段預測方法。

背景技術

近年來，在政策的推動下，以電能作為驅(qū)動能源，代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油驅(qū)動的新型清潔能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。其中動力電池是對于電動汽車至關重要的組成部分。動力電池既是電動汽車的核心，是電動汽車的能量來源，直接關系到電動汽車的動力性能、續(xù)航能力，也與電動汽車的安全性直接相關。動力電池技術一直與電動汽車的實用及推廣息息相關，動力電池的研發(fā)與測試技術一直是電動汽車研究的核心技術。

動力電池在實際使用過程中的使用壽命決定整車的使用壽命，且其成本占據(jù)車輛成本的40％-60％，因此對于動力電池的壽命研究格外具有經(jīng)濟效益。當前對于循環(huán)壽命的測試方法局限于簡單恒流充放電循環(huán)，僅作為一種表征循環(huán)衰減性能的基礎方法，但這種壽命研究方法與電池在電動汽車上的實際使用工況偏離較大，并不能反映壽命衰減的實際情況。少有某些特定工況考慮了實際運行情況，但是其未區(qū)分四季氣候條件的影響，同時忽略了環(huán)境條件和熱管理系統(tǒng)對所處環(huán)境產(chǎn)生的積極干預。與此同時，現(xiàn)有技術中無論何種壽命方法均需要對電池進行長時間的循環(huán)，用以評價動力電池的衰減情況。但長時間的壽命循環(huán)增加了經(jīng)濟成本，也會在時間上推延整車開發(fā)周期，最終得到的結果也不一定能很好反映基于用戶使用的車輛電池壽命情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明有針對性地提供一種基于國內(nèi)夏季氣候條件下動力電池循環(huán)測試工況及壽命階段預測方法，該方法將環(huán)境溫度濕度特點和熱管理的積極干預作用考慮其中，還可預測電池在夏季氣候用戶側實際使用條件下所處壽命階段。

本發(fā)明提出一種基于夏季氣候的車用鋰離子電池工況及壽命階段預測方法，主要創(chuàng)新點為提供一種將環(huán)境溫度濕度特點和熱管理的積極干預作用考慮其中的夏季氣候條件下動力電池循環(huán)測試工況，基于該工況循環(huán)還可對電池所處壽命階段進行預測。具體方法如下：

a)將電池系統(tǒng)放置于近似室溫的25℃恒溫恒濕環(huán)境倉中靜置24h，以使系統(tǒng)內(nèi)各單體溫度達到平衡態(tài)；

b)以電池額定容量大小的電流值或制造商規(guī)定的電流值充電到100％SOC，即滿電態(tài)；

c)靜置30min，用以使電池電壓達到穩(wěn)態(tài)；

d)以電池額定容量大小的電流值或制造商規(guī)定的電流值放電到100％DOD，即空電態(tài)；

e)靜置30min，用以使電池電壓達到穩(wěn)態(tài)；

f)重復步驟a)-d),參照GB/T 31467.2-2015標準法規(guī)，當連續(xù)兩次放電容量變化不高于額定容量的3％時候，取兩次容量平均值作為初始容量C_O。

g)將環(huán)境倉溫度調(diào)節(jié)至38℃，濕度控制在50％-80％，模擬夏季高溫高濕環(huán)境；

h)液冷系統(tǒng)熱管理方案設置：單體最高溫度高于36℃，且單體平均溫度高于34℃時，電池系統(tǒng)使用壽命降低，開啟冷卻熱管理系統(tǒng)，此時冷卻水進水溫度控制20℃，流量控制10L/min。其中水溫20℃及流量10L/min取自整車實際典型運行參數(shù)；當單體最高溫度低于29℃，且單體平均溫度低于27℃，不利于電池容量完全釋放，此時關閉冷卻熱管理系統(tǒng)。

i)以I＝1/8C_O電流充電到90％SOC。其中充電電流按照目前行業(yè)慢充充電的平均8小時倍率，充電截止電量取目前整車有利循環(huán)采用的典型代表90％SOC截止；