CN102981122B - 一种电动汽车电池测试方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电动汽车电池测试方法和系统，所述方法包括：对成组的电动汽车电池进行测试，包括：以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；根据放电所耗时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；循环上述步骤直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；或者：循环上述步骤直至预设次数为止。实现了对动力电池全方位测试及参数获知，为动力电池的后续应用提供参考。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池维护技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车电池测试方法和系统。
背景技术
电动车作为新兴的代步工具，以其节能环保的优点，正逐渐走进人们的生活。动力电池为电动汽车提供动力来源的电源，电池的性能稳定与否关系到电动汽车的运行持续性和安全性，从而动力电池充放电性能及容量测定成为人们关注的重点。
现有的针对动力电池的测试多是针对磷酸铁锂、锰酸锂等电池进行是否可使用的测试，即，对动力电池进行出厂的可用检测，而未能对动力电池的充放电性能参数和实际容量进行准确测试和评估。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电动汽车电池测试方法和系统，以实现对动力电池充放电性能及实际容量准确测试和评估的目的。
一种电动汽车电池测试方法，对成组的电动汽车电池进行测试，包括：
A：以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；
B：以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；
C：将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；
D：根据放电所耗时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；
E：循环上述步骤A～D直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；
或者：
循环上述步骤A～D直至预设次数为止。
优选地，当进行针对所述成组电池的寿命测试及容量测试时，还包括：在步骤A之前静置预设时间。
当进行针对成组电池的寿命测试、容量测试和高低温性能测试时，还包括：在步骤A之后，在步骤B之前，静置预设时间。
当进行针对所述成组电池的寿命测试时，所述预设容量值为初始放电容量的80％。
当进行针对所述成组电池的容量测试时，以当前实际容量值和先前各次实际容量值为依据计算平均容量值，循环预设次数后停止。
当进行针对所述成组电池的高低温性能测试和电池内部温度测试时，所述测试方法在多个温度环境下实现，并在步骤A、步骤B和/或步骤C后，采集所述成组电池的温度上升数据。
当进行针对所述成组电池的工况模拟测试时，第二预设恒定电流具体为根据电动汽车行驶状态下的放电电流。
当进行针对所述成组电池的风冷模拟测试时，所述测试方法在多个温度环境下实现，在以第二预设恒定电流放电同时对所述成组电池制冷，采集所述成组电池的温度上升数据。
一种电动汽车电池测试系统，用于对成组的电动汽车电池进行测试，包括：
恒流充电单元，以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；
恒压充电单元，以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；
恒流放电单元，将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；
实际容量计量单元，根据放电所耗时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；
循环控制装置，循环执行测试步骤，直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；
或者：
循环执行测试步骤至预设次数为止。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例以成组的电动汽车电池作为测试对象，按照指定形式循环进行充放电操作，并对反复充放电后成组电池的容量进行计算及监测，上述循环充放电的操作在实现电池多种测试目标中适用，可对所述成组电池进行寿命、容量、高低温性能、汽车工况模拟和风冷等多方面测试，克服现有技术中动力电池对充放电性能及实际容量缺乏测试和评估的缺陷，实现了对动力电池全方位测试及参数获知，为动力电池的后续应用提供参考。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图2为本发明又一实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图3为本发明又一实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图4为本发明又一实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图5为本发明又一实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图6为本发明又一实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图7为本发明又一实施例公开的一种电动汽车电池测试方法流程图；
图8为本发明实施例公开的一种电动汽车电池测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种电动汽车电池测试方法和系统，以实现对动力电池充放电性能及实际容量准确测试和评估的目的。
图1示出了一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤11：以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；
步骤12：以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；
步骤13：将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；
步骤14：根据放电时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；
步骤15：循环上述步骤11-14直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；
或者：
循环上述步骤A～D预设次数为止。
上述测试方法在进行不同测试项目时均可采用，在反复进行充放电后进行容量测定和参数记录。
以下实施例将结合具体测试目标进行说明；
图2示出了一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤21：静置10分钟；
需要明确的是，设置静置时间是为了循环过程中对测定参数进行查看及分析，具体时间长度不做限定。
步骤22：0.5C电流恒流充电至某单体电池电压为3.65V，恒压充电至充电电流下降至0.05C，充电停止；(保护电压(保护电压值)3.7V，单体电压超过3.7V充电立即停止，以下实施例均可选用，不再赘述)；
需要说明的是：充电电流针对成组电池而言，而单体电池电压则针对单个电池而言，其具体值需要各个监测，具体形式不做过多限定。
在通过电流恒流充电后，提高充电电压，此时成组动力电池转为恒压充电模式，本实施例中选用了以恒压充电至电流下降至截止电流值的形式作为停止充电的依据，而当某单体电压达到保护电压(保护电压值)3.7V时，也需要停止充电，以防止过充现象出现。
步骤23：静置10分钟；
步骤24：以1C电流恒流放电至某单体电池电压2.6V后，计算放电容量，得到实际容量值；
步骤25：重复步骤21-步骤24；
步骤26：当实际容量值连续2次低于初始放电容量的80％时，执行步骤27；
或者连续循环600次，测定实际放电容量并执行步骤27：
步骤27：结束。
该实施例针对的是动力电池循环充放电的测试，并记录电池剩余容量与循环次数的变化规律，需要说明的是，成组电池是由多个单体电池串联而成，且并不绝限于该种实现形式；
实施例中所列举的恒流和恒压数据是针对3.2V15Ah单体电池进行的，在经过大量恒流和恒压充电实验中发现，恒压充电不影响该种电池的充电容量，而不同充电参数充电时间相差不大，而恒压充电过程中的截止电流大小对电池充电容量影响较小，但对充电时间影响较大，在经验数据的指导下，将恒压充电接至电流设定为0.05C，毋庸置疑地，本说明书中所使用参数作为优选而具体的实现形式体现，而并不作局限，且不同配置的电池所使用的充放电参数也不尽相同，在此作为实施例阐述使用而具体列举参数数据。
图3示出了又一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤31：静置150分钟；
步骤32：0.5C电流恒流充电至某单体电池电压为3.65V，恒压充电至充电电流下降至0.05C，充电停止；
步骤33：静置150分钟；
步骤34：分别以0.5C、1C和2C恒流放电至某单体电池电压为2.6V后计算放电容量；
步骤35：重复3次步骤31-步骤34；
步骤36：放电容量取3次放电容量的平均值为本箱电池0.5C放电的实际放电容量。
步骤37：当实际放电容量连续2次低于初始放电容量的80％时，执行步骤38；
步骤38：结束。
该实施例针对的是动力电池针对电池在不同恒流放电情况下放电容量情况的测试，本实施例选取循环次数为3次的方式，而并不局限，可根据实际测试需求进行次数调整，以该实施例的实现形式可获知不同放电率下的电池容量衰减规律。
图4示出了又一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤41：25℃室温下，以0.5C电流恒流充电至某单体电池电压为3.65V，恒压充电至充电电流下降至0.05C，充电停止；
步骤42：放入高低温箱(温度采集和控制装置)在测试温度下静置150分钟；
步骤43：以1C恒流放电至2.6V后，计算放电容量；
步骤44：重复3次步骤41-步骤43；
步骤45：放电容量取3次放电容量的平均值为本箱电池0.5C放电的实际容量值；
步骤46：当实际容量值连续2次低于初始放电容量的80％时，执行步骤47；
步骤47：结束。
本实施例所测试的是在外部不同温度环境下，循环充放电预设次数后放电容量情况，该实施例优选25℃时的测试环境，也可在极限温度及电动汽车常规运作温度下进行模拟测试，但并不绝限。
图5示出了又一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤51：在测试温度下以0.5C电流恒流充电至某单体电池电压3.65V，再恒压充电至充电电流下降至0.05C，充电停止并记录电池温升数据；
需要说明的是，所述测试温度指的是所述成组电池内部的温度，应与上一实施例中的环境温度相区别。
步骤52：在测试温度下以1C电流，恒流放电至某单体电池电压为2.6V，放电停止并记录电池温升数据及放电容量；
步骤53：重复3次步骤51～步骤52；
步骤54：充电温升取3次充电温升平均值为本组电池测试温度下0.5C充电的实际温升；
放电温升取3次放电温升平均值为本组电池测试温度下1C放电的实际温升；
放电容量取3次放电容量的平均值为本箱电池0.5C放电的实际容量值。
步骤55：当实际容量值连续2次低于初始放电容量的80％时，执行步骤56；
步骤56：结束。
本实施例体现的是：成组电池内部不同温度设定下的循环充放电后的温度及放电容量变化情况。
图6示出了又一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤61：在测试温度下，以0.5C电流恒流充电至某单体电池电压3.65V，然后恒压充电至充电电流下降至0.05C，充电停止；
步骤62：电池按实际电动车工况运行的电流大小进行放电，放电至某单体电压到2.8V，放电停止，测定实际放电容量并记录电池温升数据；
步骤63：重复步骤61-步骤62；
步骤64：当实际容量值连续2次低于初始放电容量的80％时，执行步骤65；
或者：
连续循环600次后，执行步骤65；
步骤65：结束。
该实施例的目的在于评估电池在实际工况条件下工作时，电池内部的温升情况和放电容量变化状况。
图7示出了又一种电动汽车电池测试方法，包括：
步骤71：在测试温度下，以0.5C电流恒流充电至某单体电池电压到3.65V，再恒压充电至充电电流降至0.05C，充电停止；
需要说明的是：先设置放置电池的电池仓的仓内温度，温度设置点分别为30℃，40℃，50℃，60℃，但并不局限。
步骤72：静置150分钟；
步骤73：电池按实际电动车工况运行的电流大小进行放电，放电至某单体电池电压到2.8V，放电停止；
放电的同时，设置风力的大小，进行通风并记录风量大小，检测并记录电池放电容量计算放电容量，得到实际容量值及内部温升数据；
步骤74：当实际容量值连续2次低于初始放电容量的80％时，执行步骤65；
或者：
连续循环600次，测定放电容量并执行步骤75；
步骤75：结束。
本实施例结合电池在实际电动车工况运行及风冷降温的环境下，进行循环充放电的测试，以更为贴近电动车实际运行情况的模拟测试对动力电池的性能指标准确获知。
需要说明的是：除上述测试项目外，还可进行电池运输振动环境下的充放电模拟测试，以获取电池组及其联接插接件的振动情况，在此不再图示和赘述。
图8示出了一种电动汽车电池测试系统，包括：
恒流充电单元81，以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；
恒压充电单元82，以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；
恒流放电单元83，将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；
实际容量计量单元84，根据放电所耗时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；
循环控制装置85，循环执行测试步骤，直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；
或者：
循环执行测试步骤至预设次数为止；
以及
温度采集及控制装置86，当进行针对所述成组电池的高低温性能测试、工况模拟测试和风冷模拟测试时，设定多个测试环境温度，并采集所述成组电池放电后的温度上升数据。
所述系统可采用总线连接方式与数据处理中心连接，以实现放电容量数据和温度的统计及相关曲线的绘制等，在此不做过多说明。
需要说明的是：对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
综上所述：
本发明的实施例以成组的电动汽车电池作为测试对象，按照指定形式循环进行充放电操作，并对反复充放电后成组电池的容量进行计算及监测，上述循环充放电的操作在实现电池多种测试目标中适用，可对所述成组电池进行寿命、容量、高低温性能、汽车工况模拟和风冷等多方面测试，克服现有技术中动力电池对充放电性能及实际容量缺乏测试和评估的缺陷，实现了对动力电池全方位测试及参数获知，为动力电池的后续应用提供参考。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车电池测试方法，其特征在于，对成组的电动汽车电池进行寿命、容量、高低温性能、汽车工况模拟和风冷方面的测试，包括：
A：以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；
B：以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；
C：将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；
D：根据放电所耗时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；
E：循环上述步骤A～D直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；
或者：
循环上述步骤A～D直至预设次数为止；
其中，当进行针对所述成组电池的高低温性能测试和电池内部温度测试时，所述测试方法在多个温度环境下实现，并在步骤A、步骤B和/或步骤C后，采集所述成组电池的温度上升数据；
当进行针对所述成组电池的工况模拟测试时，第二预设恒定电流具体为根据电动汽车行驶状态下的放电电流；
当进行针对所述成组电池的风冷模拟测试时，所述测试方法在多个温度环境下实现，在以第二预设恒定电流放电同时对所述成组电池制冷，采集所述成组电池的温度上升数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当进行针对所述成组电池的寿命测试及容量测试时，还包括：在步骤A之前静置预设时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当进行针对成组电池的寿命测试、容量测试和高低温性能测试时，还包括：在步骤A之后，在步骤B之前，静置预设时间。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当进行针对所述成组电池的寿命测试时，所述预设容量值为初始放电容量的80％。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当进行针对所述成组电池的容量测试时，以当前实际容量值和先前各次实际容量值为依据计算平均容量值，循环预设次数后停止。
6.一种电动汽车电池测试系统，其特征在于，用于对成组的电动汽车电池进行寿命、容量、高低温性能、汽车工况模拟和风冷方面的测试，包括：
恒流充电单元，以第一预设恒定电流对所述成组电池充电至某单体电池电压上升至充电截止电压；
恒压充电单元，以预设恒定电压对所述成组电池充电至充电电流下降至预设截止电流值或某单体电池电压达到保护电压值；
恒流放电单元，将所述成组电池以第二预设恒定电流放电至某单体电池电压下降至放电截止电压值；
实际容量计量单元，根据放电所耗时间计算所述成组电池放电容量，得到实际容量值；
循环控制装置，循环执行测试步骤，直至连续数次所述实际容量值小于预设容量值为止；
或者：
循环执行测试步骤至预设次数为止；
还包括：温度采集及控制装置，当进行针对所述成组电池的高低温性能测试、工况模拟测试和风冷模拟测试时，设定多个测试环境温度，并采集所述成组电池放电后的温度上升数据。
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