CN103128060A - 一种电池脉冲伏安分类方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池脉冲伏安分类方法，其构成包括电势程序器，恒电势仪，i/E转换器，脉冲定序器，采样/保持(τ)，采样/保持(τ’)，差分放大器，记录仪，被测电池。电流在每个脉冲结束前采样，每个循环有两次脉冲，共采样两次，其中正向电流if采自每个循环的第一个脉冲，反向电流ir采自第二个脉冲，正反向电流分别保存，用于电池性能判断。

Description

一种电池脉冲伏安分类方法
技术领域
本发明涉及一种电池脉冲伏安分类方法，属于电池检测领域。
背景技术
随着电动汽车的不断发展，电动汽车对电池的产量要求不断增大，对电池的性能要求不断提高，并且，一台电动汽车所需要的电池数量动辄上万只，如此众多的电池工作在相同的条件下，电池的一致性成为决定电动汽车整体性能的关键因素，通过何种方法对电池的一致性加以控制和选择，是电池行业面临的重要课题。
传统的电池分类方式如容量分选，曲线分选等，一般要经历长时间对电池的充放电，在此期间记录电池的电流电压容量数据，然后经过我们的研究，电池在每次充放电时，电池本身性能会存在一定的差异，而且由于每次充放电实验时所使用的充放电设备的工作条件也存在一定的差异，这样导致对电池的测试结果并不可信，那么在这种测试结果下的分选结果也不可信。
本发明旨在提出一种快速准确的分选方式，使电池的分选工作更容易操作，同时分选出来的电池一致性更好。
发明内容
本发明提出一种电池脉冲伏安分类方法，该方法可以快速对电池进行分选，不需要对电池进行长时间的充放电操作，不会对电池产生损害，也不需要消耗给电池充放电的大量电能，也排除了由于测试时间过长导致的各种测试条件变化引起的测量误差。
为实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：
电池脉冲伏安法使用计算机控制的恒电位仪来实现，其构成示意图见附图1，包括电势程序器，恒电势仪，i/E转换器，脉冲定序器，采样/保持(τ)，采样/保持(τ’)，差分放大器，记录仪，被测电池。
附图2定义了脉冲伏安法的基本参数，这些特征参数是相对于阶梯电势的脉冲高度△Ep和脉冲宽度Tp，每一循环阶梯步进变化为△Es，扫描从初始电势E1开始，初始化通过在电势E1恒定一任意时间来实现。
电流在每个脉冲结束前采样，每个循环有两次脉冲，共采样两次，其中正向电流if采自每个循环的第一个脉冲，反向电流ir采自第二个脉冲，电流差△i为if-ir，正反向电流分别保存，用于电池性能判断。
这样每次测量结果有三个伏安图，它们分别是正向电流、反向电流、示差电流对阶梯电势的曲线。
通过以上分析，可以看出，本发明的方法是在电池上进行一系列测量循环，在循环之间无需恢复时间，一般把波形看作是由阶梯扫描和每个台阶叠加一个对称的双脉冲构成，双脉冲一个正向一个反向。
测试时间分析：
附图2中，Tp决定了实验的时间尺度，△Es决定沿电势坐标的数据点间隔，它们共同决定了整个电势扫描需要的时间，在实际工作中，△Es一般远小于△Ep，△Ep决定了每步循环涉及的电势范围和电势分辨率，只有Tp可以在很宽的范围内变化，本发明取Tp为500ms，对应扫描速度是100mV/s，相对一个3.6V的电池，大约需要36s扫描完成。
分选的实现方法：
本发明根据在电池上施加脉冲伏安法脉冲激励后产生的三个伏安图来对电池进行选择，将伏安图表现相同的电池归为一类，从而实现电池的分选。
本发明的有益效果：
本发明方法对比传统的电池分类方法具有以下明显优势，（1）分选速度快，测试一只电池的时间不足1分钟，相比几个小时的充放电操作，速度很快，效率更高；（2）分选过程节省能量，由于在脉冲伏安扫描循环过程中使用的恒电位仪消耗能量很低，比较充放电方式消耗的能量，节省能量在95%以上；（3）分选结果更优，由于电池伏安图可以较好地反映电池内部特性，所以根据这种方法，分选出的电池性能更接近。
附图说明：
附图1是本发明的构成示意图；
附图2是本方法的波形和测量程序。
具体实施方式：
为了使本发明的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明，此处所描述的具体实例，仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例：
（1）取被测电池接入测试附图1所示电路中；
（2）控制计算机控制恒电位仪从初始电位0开始测试，设置△Es为10mV，Tp为50ms；
（3）扫描过程，计算机记录每次循环的正向电流，反向电流；
（4）扫描结束，将记录的数据存入数据库，取另一只电池，重复步骤（1）~（3）；
（5）全部电池测试完毕后，计算机根据数据库中的数据将相同类电池归为一类，完成分选。

Claims (3)

1.一种电池脉冲伏安分类方法，包含：电势程序器，恒电势仪，i/E转换器，脉冲定序器，采样/保持(τ)，采样/保持(τ’)，差分放大器，记录仪，被测电池；其特征在于：根据附图2的波形和测量程序，电流在每个脉冲结束前采样，每个循环有两次脉冲，共采样两次，其中正向电流if采自每个循环的第一个脉冲，反向电流ir采自第二个脉冲，电流差△i为if-ir，正反向电流分别保存，用于电池性能判断。
2.根据权利要求1所述的一种电池脉冲伏安分类方法，其特征在于：这样每次测量结果有三个伏安图，它们分别是正向电流、反向电流、示差电流对阶梯电势的曲线。
3.根据权利要求1所述的一种电池脉冲伏安分类方法，其特征在于：在电池上进行一系列测量循环，在循环之间无需恢复时间，波形是由阶梯扫描和每个台阶叠加一个对称的双脉冲构成，双脉冲一个正向一个反向。
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