CN104241722B - 电池组热敏电阻测试方法 - Google Patents

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Abstract

电池组热敏电阻测试方法包括使电池组充电、监控在预定的时间周期内由电池组上的至少一个热敏电阻所报告的平均温度的上升、通过计算至少一个热敏电阻的时间对温度的最小二乘拟合来准备至少一个热敏电阻斜率，以及将至少一个热敏电阻斜率与过程定义的热敏电阻斜率范围作比较。

Description

电池组热敏电阻测试方法
技术领域
本发明所公开的说明性实施例总体上涉及用于混合动力车辆(HEVs)和电动车辆(EVs)的电池组。本发明所公开的说明性实施例尤其涉及用于通过对电池组中的电池组电池(battery pack cell)进行热加压来测试HEV/EV电池组热敏电阻的电池组热敏电阻测试方法。
背景技术
锂离子电池组的热管理对安全操作和最高性能是必要的。可以通过大量热敏电阻来监控电池组内的电池的温度。为了恰当地测量电池温度的变化，热敏电阻必须具有与电池组电池足够的接触压力，并且在热敏电阻与电池之间无任何污物。原料处理和装配过程中的变化会影响这样的接触压力以及污物。对电池组中的无热量变化的热敏电阻的输出的简单检查不能完全确保热敏电阻与电池组电池按所预期的那样连接。产生来自电池组电池的特定热反应并证实热敏电阻的动态温度指示输出在可接受的范围内，以确保热敏电阻可以检测电池组电池中的适当的热量变化，这是必要的。
因此，用于通过对电池组中的电池组电池进行热加压来测试HEV/EV电池组热敏电阻的电池组热敏电阻测试方法对一些应用来说是可取的。
发明内容
本发明所公开的说明性实施例总体上针对电池组热敏电阻测试方法。该方法的说明性实施例包括使电池组充电、在预定的时间周期内监控由电池组上的至少一个热敏电阻所报告的平均温度的上升、通过计算至少一个热敏电阻的时间对温度的最小二乘拟合来准备至少一个热敏电阻斜率并将该至少一个热敏电阻斜率与过程定义的热敏电阻斜率范围作比较。
附图说明
现在将参照附图以示例方式说明本发明所公开的说明性实施例，附图中：
图1为说明在电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例的实施方式中的示例性电池组电池的示意图；
图2为电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例的流程图；
图3为说明根据电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例的示例性设置方法的流程图；
图4为根据电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例来说明示例性热敏电阻评估的流程图；
图5为根据电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例来说明示例性热敏电阻测试的图表。
具体实施方式
以下详细的说明书本质上只是示例性的，并不用于限定所描述实施例或应用及所描述实施例的用途。此处所用的词“示例性”或“说明性”意思是“作为示例、实例或说明。”此处所描述的作为“示例性”或“说明性”的任何实施方式没有必要解释为比其它实施方式优选或有利。以下所描述的所有实施方式都是示例性实施方式，用于使本领域的技术人员能够实践本发明所公开的内容，并不用于限制权利要求的范围。此外，此处所描述的说明性实施例并非详尽无遗的，除了此处所描述的以及权利要求范围内的之外的实施例或实施方式也是可以的。另外，本发明无意受在前述的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所提出的任何明示或暗含的理论的约束。
本发明所公开的说明性实施例总体上针对用于通过对电池组中的电池组电池进行热加压来测试HEV/EV电池组电池热敏电阻的电池组热敏电阻测试方法。通过在使无可行的有效的热量管理系统的电池组充电之前对电池组电池应用受控制的电荷分布(chargeprofile)，会在电池中产生特定量的热量。通过设计，热敏电阻应当是与电池组电池直接接触。通过监控由热敏电阻所报告的平均温度的斜率变化，在固定延迟后，通过测量小的时间窗口的热响应的最小二乘线性拟合斜率来描述热敏电阻性的特性。根据牛顿第二冷却定律，温度变化率是电池温度和电池周围的温度的差值的函数。由于测试可以通过特定电荷分布在电池组的初始充电时执行，所以电池内产生的热量是可再次检验的，并且在电池的温度与周围温度之间存在一最低温差。另外，由于热管理系统是不可用的，所以热量交换率同样是最低的。
首先参照图1，电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例的实施方式中的示例性电池组电池总体上用附图标记101表示。例如但不限于，电池组电池101可以是电池组100的一部分，电池组100适用于HEV(混合动力车辆)和EV(电动车辆)的实施方式。电池组电池101可以包括电池壁102，其封闭电池内部103。电池内部103中可以提供电解质溶液104。电池内部103中可以在电解质溶液104的上面包含气体105。电池壁102的外部可以提供至少一个热敏电阻108，且热敏电阻108与电池组电池101热接触。热敏电阻108可适用于测量电池组电池101的温度，以确定所测温度是否在电池组100的最佳运行参数范围内。
如在下文中将进一步说明的，电池组热敏电阻测试方法可以包括对电池组电池101应用热应力116。在电解质溶液104内产生生成的热量112。响应于生成的热量112，散失热量114从电池组电池101散出。根据能量守恒定律：
为了在电池组电池101中产生热反应，必须向电池组电池101提供充电电流i。另外，为了使热量最大，可以提高内电阻R(T)。当锂离子电池组电池101处于低电荷状态(SOC)时，阻抗比充电的电池的大。内电阻也是温度的函数，所以维护受控环境有助于准确性。包含电池组电池101的各种元件在内的质量变化mj和材料的传热系数cj相对来说是不重要的，并且可以看作是常量。
由于能量耗散(energy dissipation)影响热反应，所以最好将电池组电池温度T稳定在室温T∞，这样能量耗散将最小并且可以忽略。
接下来参考图2，其展示了电池组热敏电阻测试方法的说明性实施例的流程图200。在框202中，在例如不超过大约10％这样的低SOC(电荷状态)的情况下使电池组稳定在室温。在框204中，对电池组内的电池组电池的平均温度的上升(如热敏电阻所报告的)进行测量。在一些实施例中，可以将平均温度的上升定义为温度变化率超过基于特定电池组设计的特定量的时间点。在框206中，通过特定于被测试的电池组的电荷分布循环电池组。例如但不限于，电荷分布可以是预定的阶跃时间周期(例如每个周期大约5.0秒)的恒定持续时间的阶跃电流。例如但不限于，电荷分布的最后阶跃可以对应于峰值电流，电池组和电池组电池可以承受该峰值电流一预定的峰值电流时间周期(例如大约10.0秒)。
在框208中，等待由热敏电阻所报告的温度上升。在框210中，可以等待峰值电流时间周期或应用于电池组的电荷分布中的最后阶跃的持续时间。在框212中，可以作出关于温度是否在预定的温度上升时段内上升的判定。如果温度未在预定的温度上升时段(例如75.0秒，例如但不限于)内上升，那么热敏电阻可能在操作上是有缺陷的，并且在框214中拒绝电池组。如果温度在预定的温度上升时段内上升，那么可以在框216中等待对应于电荷分布中的最后阶跃的持续时间的峰值电流时段(例如10.0秒，例如但不限于)。在框218中，可以计算每个热敏电阻的时间对温度的最小二乘拟合。在框220中，框218中获得的直线斜率可以与过程定义的热敏电阻斜率范围作比较。如果热敏电阻斜率不在热敏电阻斜率范围内，则可以拒绝电池组。
接下来参照图3，其展示了根据电池组热敏电阻方法的说明性实施例说明示例性设置方法的流程图300。在框302中，可以初始化电池仿真系统。在框304中，可以作出关于在过去的预定的电池电压时间周期(例如1.5秒，例如但不限于)中的最大电池电压是否在预定的电池电压范围内的判定。如果在过去的预定的电池电压时间周期中的最大电池电压不在预定的电池电压范围内，则可以在框306中拒绝电池组。如果在过去的预定的电池电压时间周期中的最大电池电压在预定的电池电压范围内，则可以在框308中测量并记录电池组中每个电池的初始SOC(电荷状态)。在框310中，可以更新电池组中的电池的初始SOC移动平均数。在框312中，可以记录充电开始时间。在框314中，可以监控电池组中的电池的温度上升。在框316中，对于指定模型可以重复循环电荷分布。
接下来参照图4，其展示了根据电池组热敏电阻方法来说明示例性热敏电阻评估的流程图400。在框402中，可以等待平均热敏电阻温度的上升。在框404中，可以作出关于平均热敏电阻温度上升是否在充电开始的预定的热敏电阻温度上升时间周期(例如75秒，例如但不限于)内的判定。如果平均热敏电阻温度上升不在从充电开始时的预定的热敏电阻温度上升时间周期内，则可以拒绝电池组(框406)。在框408中，如果平均热敏电阻温度上升在从充电开始时的预定的热敏电阻温度上升时间周期内，则可以记录平均热敏电阻温度上升所经过的时间。在框410中，可以等待对应于电荷分布中的最后阶跃的持续时间的延迟。在一些实施例中，该延迟可以是大约10.0秒。在框412中，可以计算每一个热敏电阻在过去的预定的时间周期内的时间对温度的最小二乘拟合。在框414中，可以作出关于热敏电阻斜率是否在范围内的判定。如果热敏电阻斜率不在范围内，则可以拒绝电池组(框416)。如果热敏电阻斜率在范围内，则可以在框418中结束该方法。在图5中展示了根据电池组热敏电阻方法的说明性实施例的示例性热敏电阻测试。
尽管已经针对某些示例性实施例对所公开的实施例进行了说明，但是应当理解的是这些具体实施例是为了说明而非限制，对于本领域的技术人员来说还可以做出其它变动。

Claims (10)

1.一种电池组热敏电阻测试方法，其特征在于，包含：
使电池组充电；
监控在预定的时间周期内由电池组上的至少一个热敏电阻所报告的平均温度的上升；
通过计算至少一个热敏电阻的时间对温度的最小二乘拟合来准备至少一个热敏电阻斜率；以及
将该至少一个热敏电阻斜率与过程定义的热敏电阻斜率范围作比较。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使电池组充电包含对电池组中的电池组电池应用受控的电荷分布。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，应用受控的电荷分布包含在预定的时间周期内应用阶跃电流。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，应用阶跃电流包含在预定的时间周期内应用恒定持续时间的阶跃电流。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在预定的时间周期内应用恒定持续时间的阶跃电流包含应用每个时间周期大约5.0秒的恒定持续时间的阶跃电流。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在预定的时间周期内应用阶跃电流包含应用具有对应于电池组和电池组电池能够承受的峰值电流的最后阶跃的阶跃电流。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，应用具有对应于电池组和电池组电池能够承受的峰值电流的最后阶跃的阶跃电流包含应用大约10.0秒的阶跃电流。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含在热敏电阻斜率超出热敏电阻斜率范围时拒绝电池组。
9.一种电池组热敏电阻测试方法，其特征在于，包含：
在电荷状态不超过10％的情况下使电池组稳定在室温；
监控由电池组中的至少一个热敏电阻所报告的平均温度的上升；
使电池组充电；
监控在预定的时间周期内由电池组上的至少一个热敏电阻所报告的平均温度的上升；
通过计算至少一个热敏电阻的时间对温度的最小二乘拟合来准备至少一个热敏电阻斜率；以及
将该至少一个热敏电阻斜率与过程定义的热敏电阻斜率范围作比较。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，使电池组充电包含对电池组中的电池组电池应用受控的电荷分布。
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