CN103545558A - 航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法 - Google Patents

航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法 Download PDF

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刘新军
呙晓兵
蒋阳强
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Abstract

本发明涉及航空用大容量动力锂离子电池。本发明针对现有技术难以对锂电池内各单体电池管理、均衡来保证各单体电池的一致性的缺点，提供航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，首先，系统对小容量锂离子电芯进行一致性筛选，筛选出一致的小容量锂离子电芯；然后，系统根据一致的小容量锂离子电芯容量的配组，将一致的小容量锂离子电芯组装成大容量动力锂离子电池。通过采用小容量的锂离子电池并联成大容量的单体锂电池，将锂电池组能量隔离成多个小单元，提高了锂电池组的安全性。适用于基于小容量锂离子电芯并联成航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法。

Description

航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法
技术领域
本发明涉及航空用大容量动力锂离子电池，特别涉及一种基于小容量锂离子电芯并联成航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法。
背景技术
相对于传统的铅酸、镉镍、氢镍、铁镍、锌镍等电池，锂离子电池具有显著的重量、体积优势。目前锂离子电池已经在航空、航天领域广泛应用。航空、航天领域对可靠性、安全性要求极高，而锂离子电池的安全性相对传统电池的较差，只有解决锂离子电池使用的安全性、可靠性，才能满足其在航空、航天领域应用要求。
锂离子电池对电压敏感，电压超过限定值（过充）或低于限定值（过放）均会损坏锂离子电池。在航空领域，大多采用多个大容量动力锂离子电池串联成如28V系统、270V系统的锂电池组使用。因此，若锂电池组内部单体电池容量、自放电等性能差异过大，在充、放电时可能使部分单体电池过充或过放，导致锂电池组失效，甚至导致安全事故发生。因此只有提高锂电池组内单体电池的一致性，才能保证锂电池组的可靠性和安全性。目前航空锂电池组大多配有机载充电器，对锂电池组内各单体电池管理、均衡，来保证各单体电池的一致性。但机载充电器的均衡能力有限，无法完全保证单体电池的一致性。因此，只有提高锂电池组内单体电池自身的一致性才能保证锂电池组在使用过程中安全、可靠。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术难以对锂电池内各单体电池管理、均衡，来完全保证各单体电池的一致性的缺点，提供航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，通过采用小容量的锂离子电池并联成大容量的单体锂电池，将锂电池组能量隔离成多个小单元，提高了锂电池组的安全性。同时进行多重筛选，提高了大容量动力锂离子电池的一致性，从而提高了锂电池组的可靠性，且延长了锂电池组的使用寿命。
本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，包括以下步骤：
步骤一、系统对小容量锂离子电芯进行一致性筛选，筛选出一致的小容量锂离子电芯；
步骤二、系统根据一致的小容量锂离子电芯的容量进行配组；
步骤三、系统根据一致的小容量锂离子电芯容量的配组，将一致的小容量锂离子电芯组装成大容量动力锂离子电池。
具体的，所述步骤一中，对小容量锂离子电芯筛选，包括对小容量锂离子电芯的内阻、容量及自放电分别进行一致性筛选。
进一步的，所述对小容量锂离子电芯的内阻及容量进行一致性筛选的方法是筛选出内阻差在5%、容量差在10%范围内的电池。
进一步的，所述对小容量锂离子的自放电进行一致性筛选的方法是将小容量锂离子电芯调整至相同的低荷电态，并测量其搁置10～15天的电压降，剔除电压降大于或等于10mV的电池。
进一步的，所述的根据一致的小容量锂离子电芯的容量进行配组方法是将小容量锂离子电芯按容量高低配合，保证组装的大容量动力锂离子电池的容量差与理论容量值的比值不大于1%。
本发明的有益效果是，采用小容量的锂离子电池并联成大容量的单体锂电池，将锂电池组能量隔离成多个小单元，提高了锂电池组的安全性。通过一致性筛选，提高了大容量动力锂离子电池的一致性，从而提高了锂电池组的可靠性，延长了锂电池组的使用寿命。且操作简单、成本低廉、生产效率高。
具体实施方式
下面结合实施例详细描述本发明的技术方案：
本发明的航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，针对现有技术难以对锂电池内各单体电池管理、均衡，来完全保证各单体电池的一致性的缺点，提供航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，首先，系统对小容量锂离子电芯进行一致性筛选，筛选出一致的小容量锂离子电芯；然后，系统根据一致的小容量锂离子电芯容量的配组，将一致的小容量锂离子电芯组装成大容量动力锂离子电池。通过采用小容量的锂离子电池并联成大容量的单体锂电池，将锂电池组能量隔离成多个小单元，提高了锂电池组的安全性。同时进行多重筛选，提高了大容量动力锂离子电池的一致性，从而提高了锂电池组的可靠性，且延长了锂电池组的使用寿命。
实施例
本例中采用5Ah锂离子电池并联成航空机载应急电源用60Ah大容量动力锂离子电池为例。首先，对5Ah锂离子电池的内阻、容量及自放电分别进行一致性筛选，挑选出内阻差不大于1mΩ，容量在5Ah～5.5Ah范围内，低荷电态搁置10～15天后，电压降不大于10mV的5Ah锂离子电池。然后，对满足上述条件的5Ah锂离子电池按容量进行高、低搭配，组装成60Ah大容量动力锂离子电池，要求大容量动力锂离子电池的计算容量差不大于1%。按以上方法配组的60Ah大容量动力锂离子电池应用于飞机供电系统，作为应急电源使用，安全可靠，使用寿命长。

Claims (5)

1.航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、系统对小容量锂离子电芯进行一致性筛选，筛选出一致的小容量锂离子电芯；
步骤二、系统根据一致的小容量锂离子电芯的容量进行配组；
步骤三、系统根据一致的小容量锂离子电芯容量的配组，将一致的小容量锂离子电芯组装成大容量动力锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，其特征在于，所述步骤一中，对小容量锂离子电芯筛选，包括对小容量锂离子电芯的内阻、容量及自放电分别进行一致性筛选。
3.根据权利要求2所述的航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，其特征在于，所述对小容量锂离子电芯的内阻及容量进行一致性筛选的方法是筛选出内阻差在5%、容量差在10%范围内的电池。
4.根据权利要求2所述的航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，其特征在于，所述对小容量锂离子的自放电进行一致性筛选的方法是将小容量锂离子电芯调整至相同的低荷电态，并测量其搁置10～15天的电压降，剔除电压降大于或等于10mV的电池。
5.根据权利要求1所述的航空用大容量动力锂离子电池的一致性控制方法，其特征在于，所述步骤二中，根据筛选好的小容量锂离子电芯的容量配组时，小容量锂离子电芯按容量高低配合，保证组装的大容量动力锂离子电池的容量差与理论容量值的比值不大于1%。
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