CN104330636A - 一种锂离子电池直流内阻推测方法 - Google Patents

一种锂离子电池直流内阻推测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104330636A
CN104330636A CN201410665490.7A CN201410665490A CN104330636A CN 104330636 A CN104330636 A CN 104330636A CN 201410665490 A CN201410665490 A CN 201410665490A CN 104330636 A CN104330636 A CN 104330636A
Authority
CN
China
Prior art keywords
internal resistance
resistance
battery
internal
dcir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410665490.7A
Other languages
English (en)
Inventor
秦红莲
刁志中
高飞
张娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Lishen Battery JSCL
Original Assignee
Tianjin Lishen Battery JSCL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Lishen Battery JSCL filed Critical Tianjin Lishen Battery JSCL
Priority to CN201410665490.7A priority Critical patent/CN104330636A/zh
Publication of CN104330636A publication Critical patent/CN104330636A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开一种锂离子电池直流内阻推测方法，包括：将采样电池在一定的温湿度环境下进行循环测试，每循环一定次数测试一定SOC状态下的交流内阻IR0和直流内阻DCIR0；根据交流内阻值IR0与直流内阻值DCIR0建立IR-DCIR线性关系；推测与采样电池为同款电池直流内阻时，按采样电池交流内阻测量时的SOC状态及温湿度条件，以相同频率测量待测电池的交流内阻IR；将测得的交流内阻IR对照建立的IR-DCIR线性关系，并对交流内阻进行比例换算，即可推测得到电池的直流内阻。本发明依据交流内阻与直流内阻间的线性关系，对直流内阻进行推测，避免了多次大电流放电测试直流内阻对电池造成的损害，且可以获得较高检测速度与精度。

Description

一种锂离子电池直流内阻推测方法
技术领域
本发明属于锂离子电池直流内阻检测技术领域，具体涉及一种锂离子电池直流内阻的推测方法。 
背景技术
电池的内阻对电池放电性能的影响很大，尤其是放电电流增大的情况下。一般情况下测得的都是电池的交流内阻，即用交流测试仪在一定的频率下测得的，交流内阻的测试不会对电池产生太大的损害。而一些正规和专业的客户往往会要求电池的直流内阻，电池的交流内阻常称为欧姆内阻。与交流内阻相比较，直流内阻则包含了欧姆内阻和活化阻抗。因此，直流内阻的测定具有很重要的意义。 
直流内阻测试原理是通过对电池或电池组施加较大的电流，持续较短的时间，在电池内部还没达到完全极化的情况下，根据施加电流前后的电压变化和施加的电流，计算电池的直流内阻。当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化现象，对电池内部的电极有一定损伤，因此，重复对电池进行直流内阻测试会有损电池的寿命。 
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种锂离子电池直流内阻的推测方法，其不需要通过重复的大电流充放电来推测电池直流内阻，不会对电池产生损害，且实施便利、检测速度快。 
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 
一种锂离子电池直流内阻的推测方法，包括以下步骤： 
1)对采样电池在一定温湿度环境下进行循环测试，每循环一定次数测试一定SOC状态下的交流内阻IR0和直流内阻DCIR0； 
2)根据测得的交流内阻值IR0与直流内阻值DCIR0，建立IR-DCIR的线 性关系：DCIR0＝IR0+A，其中，A为常数； 
3)按采样电池交流内阻测量时的SOC状态及温湿度条件，以相同频率测量与采样电池同款的待测电池的交流内阻； 
4)将测得的交流内阻I R对照所述I R-DCI R线性关系，并对交流内阻进行比例换算，得到相应线性关系，即可推测得到待测电池的直流内阻DCIR，该线性关系为：DCIR＝IR+IR/IR0*A。 
测试交流内阻采用3560交流电阻测试仪，测量频率为1kHz。 
测试采样电池直流电阻DCIR0的方式为：先以放电电流I1＝1/3C的电流放电2s，记录放电截止电压V1，再以放电电流I2＝3C的电流放电2s，记录放电截止电压V2，采样电池直流电阻DCIR0＝(V1-V2)/(I2-I1)。 
所述锂离子电池为方形锂离子电池。 
所述待测电池包括未使用过的电池以及使用过的电池。 
本发明通过先测量锂离子电池的交流内阻以及直流内阻建立交流内阻与直流内阻的线性关系，然后在保证与测量采样电池交流电阻相同的测量环境及条件下，直接测量与采样电池为同一款的待测电池的交流内阻后，根据该线性关系进行比例换算，来推测出待测电池的直流内阻，避免了大电流放电对电池造成的损害，而且能够节约能源和资源，具有较高的检测速度与精度。 
附图说明
图1所示所示为实施例1中根据循环次数及内阻值拟合出的线性曲线； 
图2所示为实施例2中根据循环次数及内阻值拟合出的线性曲线。 
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。 
本发明所述锂离子电池直流内阻的推测方法，包括以下步骤， 
1)将采样电池在一定的温度、湿度环境下进行循环测试，每循环一定的次数测试一定SOC状态下的采样电池的交流内阻IR0和直流内阻DCIR0； 
2)将测得的采样电池的交流内阻值IR0与直流内阻值DCIR0录入电脑中，通过数据处理软件，建立IR-DCIR的线性关系：DCIR0＝IR0+A，A为常数； 
3)在日后的使用过程中，需要推测同一款电池的直流内阻DCIR时，只需测量与之前采集采样电池交流内阻IR0时相同SOC状态、相同温度湿度时，以相同频率测量待测电池的交流内阻IR，即保证交流电池测试时的测试条件与环境与采样电池测试交流电池的测试条件及环境相同的情况下，以相同的测量频率对待测电池的交流内阻进行测量； 
4)将测得的待测电池的交流内阻IR对照之前建立的IR-DCIR线性关系，并对交流内阻进行比例换算，即可推测得到电池的直流内阻： 
DCIR＝IR+IR/IR0*A，A为常数。 
本发明测试交流内阻IR用的是3560表，在频率为1kHz测得的交流阻抗；测试DCIR0的方式为：以I1＝1/3C的电流放电2s，记录放电截止电压V1，以I2＝3C的电流放电2s，记录放电截止电压V2，则DCIR0＝(V1-V2)/(I2-I1)。 
实施例1 
选用标称容量为16.5Ah的锂离子电池1#(即1C＝16.5A)。在常温条件下进行1C充放电循环，测试流程： 
1、1C恒流充电至截止电压3.65V，再恒压充电至电流减小到0.05C(即0.825A)； 
2、休眠10min； 
3、使用1C电流放电至2.0V，放电截止； 
4、休眠10min。 
重复步骤1-4进行多次循环。 
本实施例的电池在循环测试过程的中途，分别在第0次(即循环前)、500次、1000次、1900次、2200次、2500次……循环后，在常温条件下，测量并记录了当时电池的交流内阻IR1和直流内阻DCIR1。 
取X轴为循环次数，Y轴为内阻值，做散点图,并通过数据处理软件，如采用Excel与MiniTab，拟合出线性曲线。 
测量值与散点图如表1所示，根据散点图可以得到一个与循环次数无关的线性关系：DCIR1＝IR1+1.8893  (1) 
表中，“实测DCIR”为实际测试得到的DCIR值，“推测DCIR”为根据线性关系式(1)推测得到的DC I R值。“偏差”为二者差值与实际DCIR值的比值。 
循环次数 IR/mΩ 实测DCIR/mΩ 推测DCIR/mΩ 偏差
0 3.993 6.031 5.882 -2.46％
500 4.302 6.065 6.191 2.09％
1000 4.512 6.34 6.401 0.97％
1900 4.754 6.802 6.643 -2.34％
2200 4.764 6.804 6.653 -2.22％
2500 4.838 6.837 6.727 -1.61％
2800 4.925 6.869 6.814 -0.79％
3100 5.018 7.048 6.907 -1.99％
表1 
另取一颗同种型号的电池2#，在相同条件下做与1#电池相同的测试，并记录IR2和DCIR2，同时根据线性关系(1)将2#的初始内阻IR2与1#的初始内阻IR1进行比例换算，得到线性关系： 
DCIR＝IR2(1+1/(IR1*1.8893))  (2) 
根据线性关系(2)对2#电池的直流内阻进行推测，并与实测值进行比较，结果如下表2： 
循环次数 IR/mΩ 实测DCIR/mΩ 推测DCIR/mΩ 偏差
0 6.090 6.090 5.935 -2.53％
500 6.156 6.156 6.134 -0.35％
1000 6.3 6.3 6.381 1.29％
1900 6.801 6.801 6.808 0.11％
2200 6.907 6.907 6.832 -1.08％
2500 6.964 6.964 6.901 -0.91％
从以上表2及附图1，可以看到，根据线性关系(1)和(2)推测的直 流内阻值与实测的直流内阻值偏差较小，在内阻测试可以接受的偏差范围内(一般为5％)，可以用于同型号电池初始直流内阻以及使用一定时间后直流内阻值的推测。 
实施例2 
本实施例中的电池实验步骤如下： 
1.取两只标称容量为20Ah的电池(即1C＝20A)，分别标记为1#和2#。在常温条件下进行1C充放电循环，测试流程： 
①1C恒流充电至截止电压3.65V，再恒压充电至电流减小到0.05C(即1A)； 
②休眠10min； 
③使用1C电流放电至2.0V，放电截止； 
④休眠10min。 
重复步骤1-4进行多次循环。 
2.电池在循环测试过程的中途，分别在第0次(即循环前)、500次、1000次、1500次、2000次循环后，在常温条件下，测量并记录电池的交流内阻IR0和直流内阻DCIR0。取X轴为循环次数，Y轴为内阻值，根据1#的IR和DCIR数据做散点图并通过数据处理软件(如采用Excel)拟合出IR-DCIR线性关系曲线：DCIR0＝IR0+A，A为常数；  (3) 
3.将2#的初始交流内阻IR1与1#的初始交流内阻IR0进行比值换算，得出线性关系：DCIR＝IR1(1+1/(IR0*A))，A为常数；  (4) 
4.根据线性关系(4)推测2#的直流内阻，并与实测值进行比较。 
1#电池的IR和DCIR测量值与散点图如下所示： 
循环次数 IR/mΩ 实测DCIR/mΩ 推测DCIR/mΩ 偏差
0 3.634 5.284 5.935 -2.53％
500 3.966 5.465 6.134 -0.35％
1000 4.148 5.739 6.381 1.29％
1500 4.269 6.072 6.808 0.11％
2000 4.386 6.007 6.832 -1.08％
[0057] 根据散点图，可以得知线性关系(3)中的常数A＝1.5842，将1#的初始内阻IR0＝3.634和常数A＝1.5842代入线性关系式(4)，根据2#的交流内阻值IR1推测2#的直流内阻DCIR，并与实测值进行比较，得到结果如下表3: 
循环次数 IR/mΩ 实测DCIR/mΩ 推测DCIR/mΩ 偏差
0 3.762 5.229 5.402 3.31％
500 4.088 5.81 5.728 -1.41％
1000 4.266 5.848 5.906 0.99％
1500 4.423 6.104 6.063 -0.67％
表3 
由上述图表可知，测定交流内阻后，根据拟合的IR-DCIR线性关系曲线推测出的直流内阻值与实测值偏差较小，可以用于同型号电池初始直流内阻以及使用一定时间后直流内阻值的推测。同时，对于不同型号的电池，根据该原理建立合理的线性关系曲线，也可以得到比较精确的推测结果。 
本发明通过先测量锂离子电池的交流内阻以及直流内阻建立交流内阻与直流内阻的线性关系，然后在保证与测量采样电池交流电阻相同的测量环境及条件下，直接测量与采样电池为同一款的待测电池的交流内阻后，根据该线性关系进行比例换算，来推测出待测电池的直流内阻，避免了大电流放电对电池造成的损害，而且能够节约能源和资源，具有较高的检测速度与精度。 
以上所述实例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，对于本技术领域的普通技术人员对本发明的技术方案的各种改进和润饰，均应视为本发明权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种锂离子电池直流内阻的推测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对采样电池在一定温湿度环境下进行循环测试，每循环一定次数测试一定SOC状态下的交流内阻IR0和直流内阻DCIR0；
2)根据测得的交流内阻值IR0与直流内阻值DCIR0，建立IR-DCIR的线性关系：DCIR0＝IR0+A，其中，A为常数；
3)按采样电池交流内阻测量时的SOC状态及温湿度条件，以相同频率测量与采样电池同款的待测电池的交流内阻IR；
4)将测得的交流内阻IR对照所述IR-DCIR线性关系，并对交流内阻进行比例换算，得到相应线性关系，即可推测得到待测电池的直流内阻DCIR，该线性关系为：DCIR＝IR+IR/IR0*A。
2.根据权利要求1所述锂离子电池直流内阻的推测方法，其特征在于，测试交流内阻采用3560交流电阻测试仪，测量频率为1kHz。
3.根据权利要求1所述锂离子电池直流内阻的推测方法，其特征在于，测试采样电池直流电阻DCR0的方式为：先以放电电流I1＝1/3C的电流放电2s，记录放电截止电压V1，再以放电电流I2＝3C的电流放电2s，记录放电截止电压V2，采样电池直流电阻DCIR0＝(V1-V2)/(I2-I1)。
4.根据权利要求1所述锂离子电池直流内阻的推测方法，其特征在于，所述锂离子电池为方形锂离子电池。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池的直流内阻推测方法，其特征在于，所述待测电池包括未使用过的电池以及使用过的电池。
CN201410665490.7A 2014-11-19 2014-11-19 一种锂离子电池直流内阻推测方法 Pending CN104330636A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410665490.7A CN104330636A (zh) 2014-11-19 2014-11-19 一种锂离子电池直流内阻推测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410665490.7A CN104330636A (zh) 2014-11-19 2014-11-19 一种锂离子电池直流内阻推测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104330636A true CN104330636A (zh) 2015-02-04

Family

ID=52405399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410665490.7A Pending CN104330636A (zh) 2014-11-19 2014-11-19 一种锂离子电池直流内阻推测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104330636A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105938161A (zh) * 2016-07-06 2016-09-14 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电池内阻的测试方法及系统
CN106154171A (zh) * 2016-06-17 2016-11-23 清华大学 建立电池直流内阻函数的方法
CN106324510A (zh) * 2016-08-05 2017-01-11 北方奥钛纳米技术有限公司 一种电池检测方法和装置
CN106816654A (zh) * 2015-11-30 2017-06-09 南京德朔实业有限公司 用于保护电池包的系统和电池包保护方法
WO2017111751A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 Okan Universitesi Internal resistance measurement method for power supplies like batteries or supercapacitors
CN108614218A (zh) * 2018-04-19 2018-10-02 中国科学院广州能源研究所 一种连续测量锂离子电池动态内阻的方法
CN108919127A (zh) * 2018-05-17 2018-11-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种快速统计二次电池不同温度和soc下直流内阻的方法
CN109342966A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 深圳市朗能电池有限公司 电池剩余寿命判定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN109557478A (zh) * 2018-11-07 2019-04-02 上海恩捷新材料科技有限公司 一种锂离子电池安全性能评估方法
CN111624504A (zh) * 2020-06-04 2020-09-04 奇瑞商用车（安徽）有限公司 一种锂离子电池直流内阻测试方法
CN113138348A (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 北京新能源汽车股份有限公司 一种锂电池的检测方法及装置
CN113281658A (zh) * 2021-04-21 2021-08-20 天津力神电池股份有限公司 判定电池在测试过程中超温原因的方法
CN114325436A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 华鼎国联四川动力电池有限公司 一种dcir测试值的校准方法
CN114325399A (zh) * 2021-11-24 2022-04-12 曙鹏科技（深圳）有限公司 电池的内阻预测方法、健康状态的评估方法、装置及设备

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816654A (zh) * 2015-11-30 2017-06-09 南京德朔实业有限公司 用于保护电池包的系统和电池包保护方法
WO2017111751A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 Okan Universitesi Internal resistance measurement method for power supplies like batteries or supercapacitors
CN106154171A (zh) * 2016-06-17 2016-11-23 清华大学 建立电池直流内阻函数的方法
CN106154171B (zh) * 2016-06-17 2019-02-05 清华大学 建立电池直流内阻函数的方法
CN105938161A (zh) * 2016-07-06 2016-09-14 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电池内阻的测试方法及系统
CN106324510A (zh) * 2016-08-05 2017-01-11 北方奥钛纳米技术有限公司 一种电池检测方法和装置
CN106324510B (zh) * 2016-08-05 2019-03-01 北方奥钛纳米技术有限公司 一种电池检测方法和装置
CN108614218A (zh) * 2018-04-19 2018-10-02 中国科学院广州能源研究所 一种连续测量锂离子电池动态内阻的方法
CN108919127B (zh) * 2018-05-17 2020-12-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种快速统计二次电池不同温度和soc下直流内阻的方法
CN108919127A (zh) * 2018-05-17 2018-11-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种快速统计二次电池不同温度和soc下直流内阻的方法
CN109342966A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 深圳市朗能电池有限公司 电池剩余寿命判定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN109557478A (zh) * 2018-11-07 2019-04-02 上海恩捷新材料科技有限公司 一种锂离子电池安全性能评估方法
CN109557478B (zh) * 2018-11-07 2020-12-15 上海恩捷新材料科技有限公司 一种锂离子电池安全性能评估方法
CN113138348A (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 北京新能源汽车股份有限公司 一种锂电池的检测方法及装置
CN113138348B (zh) * 2020-01-17 2023-08-25 北京新能源汽车股份有限公司 一种锂电池的检测方法及装置
CN111624504A (zh) * 2020-06-04 2020-09-04 奇瑞商用车（安徽）有限公司 一种锂离子电池直流内阻测试方法
CN113281658A (zh) * 2021-04-21 2021-08-20 天津力神电池股份有限公司 判定电池在测试过程中超温原因的方法
CN113281658B (zh) * 2021-04-21 2023-08-08 力神（青岛）新能源有限公司 判定电池在测试过程中超温原因的方法
CN114325399A (zh) * 2021-11-24 2022-04-12 曙鹏科技（深圳）有限公司 电池的内阻预测方法、健康状态的评估方法、装置及设备
CN114325436A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 华鼎国联四川动力电池有限公司 一种dcir测试值的校准方法
CN114325436B (zh) * 2021-12-24 2023-10-10 华鼎国联四川动力电池有限公司 一种dcir测试值的校准方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104330636A (zh) 一种锂离子电池直流内阻推测方法
CN105277898B (zh) 一种电池荷电状态的检测方法
CN102680795B (zh) 一种二次电池内阻的实时在线估计方法
US10288693B2 (en) State of charge estimator and methods of making and using the same
CN106646256B (zh) 电池容量计算方法
CN105093131A (zh) 一种用于磷酸铁锂电池梯次利用的电池健康特征参数提取方法
Nemes et al. Modeling and simulation of first-order Li-Ion battery cell with experimental validation
CN108363017B (zh) 一种长时间存放的退役锂电池稳定容量值标定方法
CN103018680B (zh) 一种电池电量计量方法、计量装置以及电池供电设备
CN104679959B (zh) 1000kV特高压电容分压器宽频等效电路建模方法
CN105738829A (zh) 动力锂电池的等效电路模型参数识别方法
WO2016106501A1 (zh) 一种电池等效电路模型
CN104062506A (zh) 蓄电池欧姆内阻的测量方法及装置
CN105093125A (zh) 镍氢电池单体一致性评测系统与方法
CN106597295B (zh) 一种锂电池soh的估算方法
CN106093641A (zh) 一种电容的直流偏压特性测试电路及测试方法
CN104833856A (zh) 电池内阻估测方法及装置
CN103135057A (zh) 一种电池自放电性能的快速测量方法
CN104977554A (zh) 一种蓄电池内阻测试仪的检测装置
Zhang et al. Robust state-of-charge estimation of ultracapacitors for electric vehicles
CN210514567U (zh) 锂电池内阻的检测电路
CN110098610B (zh) 故障扰动下电力系统振荡主导模式的实时辨识方法及系统
Lu et al. A novel Fast-EIS measuring method and implementation for lithium-ion batteries
CN104698253A (zh) 一种锂电池开路电压的测定方法
CN104882918B (zh) 一种从被测电信号中获取电能的数字测量仪表

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150204

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication