CN101581768B - 圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法，首先将已经化成完毕的电池用1.0ItA充电3-18分钟，充电量为5％-30％，然后将电池以I1＝0.2ItA放电1-10秒，记录放电末时的电压U1，再以I2＝10.0ItA放电1-10秒，记录放电末时的电压U2，直流内阻Rdc′＝(U2-U1)/(I1-I2)，式中：I1、I2为恒流放电电流，单位为A；U1、U2为放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为V。采用本发明检测方法，只需要充电5％-30％就可以进行测试，在短时间内批量测试电池，检测准确率高，防止电池组合后因个别电池的不一致导致整组电池的失效加速。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测镍氢高功率电池直流内阻的方法。
背景技术
镍氢高功率电池是一种普遍应用电池，多用于电动工具，电动汽车等行业，并且多为多只电池组合使用，在组合过程中常常由于电池一致性问题而导致电池的使用寿命远低于实际寿命，因此高功率电池在组合前必需进行一致性的挑选。其中直流内阻作为一项重要指标需要进行测试。
国家标准中的直流内阻的测试方法如下(GBT 22084.2-2008中，7.10.2)：电池以1.0ItA放电，测量和记录放电至10秒末时的负载电压U1。然后立即将放电电流增加到恒定电流值10.0ItA，并测量和记录放电至3秒末时相应的负载电压U2。测量电压时在电池端子上的触点应与传导电流的触点分开。电池的直流内阻Rdc按下式计算：
Rdc＝(U1-U2)/(I2-I1)Ω
式中：I1、I2-恒流放电电流，单位为安(A)；
U1、U2-放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为伏(V)。此方法的问题在于：必须将电池完全充满电后进行测试，整体过程耗时长，费用高，能量损耗大。同时，此种方法测试得到的直流内阻值相近的电池的实际大电流完全放电性能也可能存在巨大差 异，导致电池组中其他电池不完全放电，而在此后的循环过程中导致其他电池过充电，严重影响使用寿命。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种快速有效、准确率高的圆柱形镍氢高功率电池直流内阻检测方法；本发明的目的是通过下述技术方案实现的：圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法，其特征在于，步骤如下：首先将已经化成完毕的电池用1.0ItA充电3-18分钟，充电量为5％-30％，然后将电池以I1＝0.2ItA放电1-10秒，记录放电末时的电压U1，再以I2＝10.0ItA放电1-10秒，记录放电末时的电压U2，直流内阻Rdc′＝(U2-U1)/(I1-I2)，式中：I1、I2为恒流放电电流，单位为A；U1、U2为放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为V。
本发明的有益效果：本发明不需要对电池进行100％充电，只需要充电5％-30％就可以进行测试，在短时间内批量测试电池，检测准确率高，并可将电池分类，能有效将高倍率完全放电性能差的电池检测出来，防止电池组合后因个别电池的不一致导致整组电池的失效加速。本发明检测方法比国家标准检测方法节省大量能源。国家标准检测方法测试直流内阻Rdc的时间每只电池充电时间约1小时，放电时间至少13秒，本发明测试直流内阻Rdc′充电时间仅为3-18分钟，放电时间为2-20秒，节省大量时间。
附图说明
图1是由15只高功率电池串联组成的电池组；
图2是测试10ItA放电时出现放电梯台图；
图3是分别测试每只电池的10ItA完全放电状态生成的曲线图；
图4是将问题电池更换为合格电池后，对电池组进行10.0ItA完全放电测试的放电曲线图。
具体实施方式
实施例1：
圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法，步骤如下：首先将已经化成完毕的电池用1.0ItA充电6分钟，充电量为10％，然后将电池以I1＝0.2ItA放电2秒，记录放电末时的电压U1，再以I2＝10.0ItA放电2秒，记录放电末时的电压U2，直流内阻Rdc′＝(U2-U1)/(I1-I2)，式中：I1、I2为恒流放电电流，单位为安(A)；U1、U2为放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为伏(V)。
如图1中所示的电池组是由15只高功率电池串联组成，测试每只电池在0.2ItA和10.0ItA的放电时间，并分别以国家标准检测方法及本发明实施例1检测方法，测试每只电池的直流内阻Rdc与Rdc′，测试结果见表1：
| 电池 序号 | 0.2ItA放电时间 | 10.0ItA放电时间 | Rdc(mΩ) | Rdc′(mΩ) |
| 1 | 6小时11分 | 6分31秒 | 8.57 | 14.8 |
| 2 | 6小时10分 | 6分30秒 | 8.62 | 15.3 |
| 3 | 6小时11分 | 6分29秒 | 8.49 | 14.3 |
| 4 | 6小时10分 | 6分28秒 | 8.53 | 15.2 |
| 5 | 6小时12分 | 6分32秒 | 8.61 | 15.7 |
| 6 | 6小时11分 | 6分31秒 | 8.66 | 14.9 |
| 7 | 6小时10分 | 6分27秒 | 8.52 | 14.7 |
| 8 | 6小时11分 | 5分21秒 | 8.59 | 37.8 |
| 9 | 6小时11分 | 6分31秒 | 8.44 | 14.7 |
| 10 | 6小时10分 | 6分29秒 | 8.43 | 15.1 |
| 11 | 6小时12分 | 6分30秒 | 8.61 | 15.6 |
| 12 | 6小时12分 | 6分28秒 | 8.60 | 15.3 |
| 13 | 6小时11分 | 6分32秒 | 8.57 | 14.9 |
| 14 | 6小时12分 | 6分30秒 | 8.58 | 15.7 |
| 15 | 6小时11分 | 6分31秒 | 8.62 | 15.2 |
表1
由图2可知该组电池在测试以10.0ItA放电时出现放电梯台，说明电池组中存在不合格的电池，结合表1的数据信息来看，采用本发明检测方法检测出8#电池的直流内阻Rdc′值＝37.8mΩ，由此判断8#电池为不合格电池，为了进一步验证测试结果，分别测试每只电池的10.0ItA完全放电情况，见图3，由图3可知，8#电池放电量小，不合格，而其他电池都合格，表1的数据显示采用国家标准检测方法8#电池的Rdc值为8.59mΩ，从数据分析不能得出该电池不合格的结论，因此国家标准检测方法不能明确区分在10.0ItA完全放电时存在问题的电池，而本发明的方法可以实现明确区分。
为进一步验证本发明方法的可靠性，将原8#电池更换为合格的 16#电池。16#电池在0.2ItA的放电时间为6小时11分，在10.0ItA的放电时间为6分29秒，采用国家国家标准检测方法测得的直流内阻Rdc值为8.62mΩ，采用本发明实施例1检测方法测得的直流内阻Rdc′值为15.3mΩ。
用16#电池替代8#电池后，再对该电池组进行10.0ItA完全放电测试，测试曲线如图4所示，从曲线可见梯台消失，曲线回复正常。
综上所述，本发明电池直流内阻检测方法是一种快速有效且准确率高的方法，对高功率电池组合电池的一致性检测尤为适用。
实施例2：
圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法，步骤如下：首先将已经化成完毕的电池用1.0ItA充电3分钟，充电量为5％，然后将电池以I1＝0.2ItA放电1秒，记录放电末时的电压U1，再以I2＝10.0ItA放电1秒，记录放电末时的电压U2，直流内阻Rdc′＝(U2-U1)/(I1-I2)，式中：I1、I2为恒流放电电流，单位为安(A)；U1、U2为放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为伏(V)。
实施例3：
圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法，步骤如下：首先将已经化成完毕的电池用1.0ItA充电18分钟，充电量为30％，然后将电池以I1＝0.2ItA放电10秒，记录放电末时的电压U1，再以I2＝10.0ItA放电10秒，记录放电末时的电压U2，直流内阻Rdc′＝(U2-U1)/(I1-I2)，式中：I1、I2为恒流放电电流，单位为安(A)；U1、U2为放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为伏(V)。
采用实施例2、实施例3检测方法测试1-16#电池的直流内阻Rdc′，测试结果见表2：
| 电池序号 | 实施例2Rdc′(mΩ) | 实施例3Rdc′(mΩ) |
| 1 | 18.2 | 12.1 |
| 2 | 18.3 | 12.2 |
| 3 | 17.9 | 11.4 |
| 4 | 17.6 | 12.8 |
| 5 | 18.2 | 12.6 |
| 6 | 18.6 | 12.5 |
| 7 | 17.4 | 13.1 |
| 8 | 50.1 | 28.4 |
| 9 | 17.4 | 11.9 |
| 10 | 18.2 | 13.1 |
| 11 | 17.5 | 12.7 |
| 12 | 18.4 | 12.4 |
| 13 | 17.9 | 12.5 |
| 14 | 18.3 | 12.3 |
| 15 | 18.1 | 11.8 |
| 16 | 18.2 | 12.1 |
表2
Claims (1)
1.圆柱形镍氢高功率电池直流内阻快速检测方法，其特征在于，步骤如下：首先将已经化成完毕的电池用1.0ItA充电3-18分钟，充电量为5％-30％，然后将电池以I1＝0.2ItA放电1-10秒，记录放电末时的电压U1，再以I2＝10.0ItA放电1-10秒，记录放电末时的电压U2，直流内阻Rdc′＝(U2-U1)/(I1-I2)，式中：I1、I2为恒流放电电流，单位为A；U1、U2为放电末测得的负载条件下的实际电压值，单位为V。
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