[发明专利]一种锂离子电池的峰值功率快速测试方法在审

专利信息
申请号: 201811437874.8 申请日: 2018-11-29
公开(公告)号: CN109633465A 公开(公告)日: 2019-04-16
发明(设计)人: 孙丙香;张言茹;申晓凤;周兴振;张维戈;王占国;黄彧 申请(专利权)人: 北京交通大学
主分类号: G01R31/385 分类号: G01R31/385;B60L58/10
代理公司: 北京卫平智业专利代理事务所(普通合伙) 11392 代理人: 谢建玲;郝亮
地址: 100044 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 测试 锂离子电池 峰值电流 快速测试 高端 峰值放电电流 测试效率 充电方向 放电电流 放电脉冲 峰值功率 截止电压 实验过程 数据获得 随机实验 充放电 电池 估算 改进
【说明书】:

发明属于锂离子电池技术领域,公开了一种锂离子电池的SOP快速测试方法,用于解决现有SOP测试方法在实验过程中存在反复随机实验,且耗费时间的问题。本发明基于JEVS测试,在高端SOC通过增加一系列放电脉冲提高放电电流与电压的线性拟合度,达到更精确测试峰值放电电流的目标,同时避免在高端SOC充电方向电压超出截止电压。改进的JEVS测试方法可同时获得充放电方向SOC全区间的峰值电流,并且可根据60s测试的SOP数据获得10s、30s和60s的SOP,节省大量测试时间,提高SOP的测试效率。同时该测试方法能够精确估算电池在不同温度下的峰值电流,针对不同类型的锂离子电池仍然具有很好的适应性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池的峰值功率(Stateof Power,SOP)快速测试方法。

背景技术

随着能源和科技的发展,动力汽车已成为各国未来交通发展的重点方向,锂离子电池因其具有能量密度高和成本低等优点,被广泛应用于电动汽车储能系统中。电动汽车在循环工况运行中应时刻保持电池的SOP在安全范围内,测试电池不同持续时间的SOP,为优化控制整车提供数据依据。锂离子电池峰值功率的快速测试对防止电池发生过充过放和保证电池系统使用的合理性具有重要的意义。

锂离子电池的峰值功率与荷电状态(State of Charge,SOC)、温度和持续时间等多种因素相关,其中峰值功率可用峰值电流表征。所述SOP为电池当前一定持续时间内的最大输入或输出功率。目前对电池SOP测试的方法主要包括:(1)恒功率(电流)测试:随机选择一个功率(电流),对在某个荷电状态下的电池进行充电或放电到截止电压,记录实验时间,通过改变功率(电流)的大小重复实验,使记录时间逐渐逼近所求峰值功率(电流)的持续时间。恒功率(电流)测试也被称为直接测试,虽然精度高,但过程繁琐,反复随机试验导致测试效率也极低;(2)日本JEVS功率测试:选取不同电流,对在某个荷电状态下的电池进行交替充放电,通过拟合电压与电流关系得到峰值电流。但对于高端SOC峰值放电电流远大于峰值充电电流的情况,这种测试方法的适用性较差;(3)混合动力脉冲能力特性(HPPC)测试:在不同荷电状态下,对电池进行交替充电或放电,通过电池充电欧姆内阻或放电欧姆内阻计算电池峰值电流。但该测试方法没有设定电流限制,可能损害电池的寿命。

在电池实际应用中需要依托于大量精确的实验数据,采用直接测试法会消耗大量时间,损坏电池的使用寿命。HPPC测试和日本JEVS测试虽提高了测试效率,但是由于HPPC测试采用单一脉冲,精度较低,而日本JEVS测试的精度在高端SOC很差。

发明内容

针对现有测试方法中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种锂离子电池的SOP快速测试方法,在日本JEVS测试的基础上进行改进,在高端SOC通过充入相同的放电容量,保证SOC不变,同时增加一系列放电脉冲,提高在高端SOC测试峰值放电电流的精度。并且挖掘改进JEVS测试与持续时间的潜在关系,找到一种能快速测试不同持续时间SOP且高精度的方法,有利于提升电池利用率和降低车辆运行成本。

为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种锂离子电池的峰值功率(SOP)快速测试方法,包括如下步骤:

S1、针对目标锂离子电池(锂电池),判断锂离子电池的初始荷电状态;

当锂离子电池的初始荷电状态小于70%时,执行步骤S2;

当锂离子电池的初始荷电状态大于或等于70%时,执行步骤S3和S4;

S2、对锂离子电池进行日本JEVS测试,获得锂离子电池的峰值功率测试数据,进而获得锂离子电池的峰值功率;

S3、采用以下步骤对锂离子电池进行峰值功率测试:

S31、对锂离子电池进行日本JEVS测试,充电持续时间和放电持续时间均为t s;

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