[发明专利]一种动力电池的比热容测试方法与装置

说明书

本发明提供一种动力电池的比热容测试方法与装置，采用热损标定和加热均温测试来测定动力电池的比热容；通过热损标定获得动力电池的温度时间变化曲线；保持温控箱的腔体恒定温度不变，薄膜加热器给所述动力电池加热一段时间，随后停止加热，使所述动力电池自行散热均温一预设时间直至动力电池温度均匀并获得平均温升，根据所述温度时间变化曲线计算所述动力电池的热损，基于能量守恒计算其比热容。本发明动力电池的比热容测试装置简单、测量时间短、测试结果准确，成本低、易操作，可测试不同工况温度下的动力电池比热容。

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池的比热容测试方法与装置。

背景技术

以锂离子电池为主的动力电池因功率密度高、循环寿命长和能量存储转换方便等优势，目前越来越多应用于乘用车辆领域。然而，动力电池在运行中会产生较多的热量，不及时耗散容易引发电池容量和寿命衰减，甚至导致热失控。为了提高动力电池热安全性和热可靠性，需要确定电池热物性参数以了解电池热特性，并对动力电池进行热管理。其中比热容是动力电池的重要热物性参数，预示电池升温速度，是进行电池有效热管理的关键热物性参数。

中国专利201610720317.1公开了一种动力锂电池比热容的检测方法，该方法首先对处于空电状态下初始温度为T0的锂离子电池以不大于2C的电流充电至满电，然后再以同样大小的电流将其放电至空电状态。记录试验结束时锂离子电池的温度T，并计算整个过程中锂离子电池充入电能与放出电能的差值ΔQ，然后根据公式ΔQ＝mc(T-T0)计算锂离子电池的比热容，其中m，c分别是电池的质量和比热容。该评估方法测试时间较长，测试过程需用到电池充放电设备，锂离子电池在充放电过程中不可避免存在温度变化，而电能差值受温度影响很大，直接影响比热容测量精度。

中国专利201410061887.5公开了一种锂离子电池比热容的评估方法，该方法首先通过试验获取锂离子电池内阻与表面温度的关系，并拟合其曲线方程；然后基于能量守恒定律，根据电池以某一电流I工作时的温升速率与温度的函数关系，以及其在恒定温度环境下静置时的散热速率与温度的函数关系推导出锂离子电池比热容的计算公式。该测试方法没有考虑电池因熵变引起的电池产热率，测量准确度不足，测试过程还需要利用外部充放电设备进行充放电，投入高，耗时长。另外，在大电流充放电时，电池内外温度不一致，这会导致比热容测量结果发散，这些因素都难以保证比热容的准确测量。

中国专利201410847949.5公开了一种锂离子电池比热容的测定方法，该方法采用加速绝热量热仪设备对电池进行加热，根据电池某一表面温度上升测试电池比热。然而，加速绝热量热仪设备(缩写为ARC)较为庞大，温度平衡慢，测试时间长，设备成本很高。另外，电池在加热过程，由于自身导热系数较低会存在较大的温度不均匀度，内部和外部温度也不一致，对于较大电池温度不均匀度更为明显，单纯根据某一表面温度上升计算的比热容误差较大，不能准确反应电池的比热容特性。

中国专利201610880061.0公开了一种将测温头安置在测试锂离子电池内部电芯间隙进行温度测量和比热容测定。然而，该测温方法与目前电池生产工艺不兼容，只能针对特制的软包电池才能实现内部温度测量。由于该方法属于侵入式测量，不能直接应用于市场上的标准电池。进一步，该方法中电加热丝置于绝热容器的内壁，不直接接触电池表面，从而不可避免导致电加热丝向电池传热变慢，加热时间仍然偏长，热损幅度也加大，即使采用绝热材料进行隔热，其热损也不能完全忽略。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种动力电池的比热容测试方法与装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：