CN104698381B - 一种测试电池功效特性与内阻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测试电池功效特性与内阻的方法，包括：S1、计算为电池充电补电的时间ta；S2、计算调整荷电状态SOC点的放电时间tb；S3、以1C对电池恒流放电至0%SOC；S4、以1C对电池恒流充电充满至截止电压，恒压充电至电流减小到0.1C时截止；S5、静置；S6、以1C恒流放电；S7、静置；S8、以Imax恒流放电；S9、以1C恒流充电ta；S10、静置；S11、以75%Imax恒流充电；S12、以1C恒流放电tb；循环所述S6至S11，直至1C恒流放电到10%SOC；依次对90%SOC至10%SOC的SOC点进行测试；根据测试得到各个SOC点的电压，计算电池的功率和内阻。本发明提高了电池单体性能评估和电池系统性能估算的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种测试电池功效特性与内阻的方法。
背景技术
电池的功率和内阻是反映电池功率特性及内部电化学状态的重要依据，同时也是动力电池系统集成与管理中，对电池系统的功率特性、荷电状态、寿命估算的重要数据基础。
现有的测试电池的功率特性的方法主要依据美国的FreedomCAR项目的《功率辅助型混合动力汽车用动力电池测试手册》，其基本测试步骤如下：
S1.1C恒流放电至截止，即0%SOC。
S2.1C恒流充满至截止电压，恒压充电至电流减小到0.1C截止。
S3.静置1小时。
S4.1C恒流放电6分钟。
S5.静置1小时。
S6.以最大放电电流Imax恒流放电10s。
S7.静置40s。
S8.以75%Imax的充电电流值，恒流充电10s。
S9.循环S4至S8步，直至到10%SOC。
S10.测试结束。
测试概要流程如图1所示。
在每个循环步骤中，分别记录下4个时间点（如下图2）的电压。
依照以下公式计算得到电池充放电内阻和功率。
Discharge Pluse Power Capability=VMIN·(OCVdis-VMIN)÷Rdiacharge；
Regen Pluse Power Capability=VMAX·(VMAX-OCVregen)÷Rregen。
其中，Discharge Resistance表示放电内阻；Regen Resistance表示充电内阻；
ΔVdischarge表示放电电压差；ΔIdischarge表示放电电流变化差；Vt1，Vt0表示在时间点t1和时间点t0的放电电压；It1，It0表示在时间点t1和时间点t0的放电电流；
Discharge Pluse Power Capability表示脉冲放电功率能力；
Regen Pluse Power Capability表示脉冲充电功率能力；
VMIN表示最低电压；VMAX表示最高电压；OCVdis表示放电后开路电压；OCVregen表示充电后开路电压。
现有的测试电池功率的方法存在如下问题：
在同一个循环过程中，90%的放电起始点是准确的SOC点，而相应的充电起始点已经不是90%SOC点，因为经过了10s的大电流脉冲放电，在进行10s充电的时候，该状态的电池的SOC已经低于90%SOC。此外，后几个循环的充放电SOC点也已经不是认为的整十的SOC点。而在后续的计算时，均将各个测试点当作整十的SOC点，与实际测试不符合。即测试估算得到的功率和内阻值，并不是认定的该SOC点的功率与内阻值，从而造成认定的整数的SOC点的功率和内阻值产生误差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种测试电池功效特性与内阻的方法，包括：
S1、计算为电池充电补电的时间ta，ta=Imax×10/1C；
其中，Imax为电池单体所能承受的最大的电流，1C为电池单体1小时从满电状态放至空电状态的电流，ta的单位为秒；
S2、计算调整荷电状态SOC点的放电时间tb，tb=360+(0.75Imax×10/1C)；其中，SOC点是指电池剩余电量为各种值的点，例如0%SOC或10%SOC；tb的单位为秒；
S3、以1C对电池恒流放电至0%SOC；
S4、以1C对电池恒流充电充满至截止电压，恒压充电至电流减小到0.1C时截止；
S5、将电池静置T1小时；
S6、以1C将电池恒流放电T2分钟；
S7、将电池静置T3小时；
S8、以最大放电电流Imax将电池恒流放电T4秒；
S9、以1C对电池恒流充电ta秒；
S10、将电池静置T5秒；
S11、以75%Imax的电流值，对电池恒流充电T6秒；
S12、以1C对电池恒流放电ta秒；
循环所述步骤S6至S11，直至以1C对电池恒流放电到10%SOC；
按照所述步骤S2至S11依次对90%SOC至10%SOC的SOC点进行测试；
根据测试得到各个SOC点的电压，计算所述电池的功率和内阻。
其中，所述根据测试得到各个SOC点的电压，计算所述电池的功率和内阻，包括：
Discharge Pluse Power Capability=VMIN·(OCVdis-VMIN)÷Rdiacharge；
Regen Pluse Power Capability=VMAX·(VMAX-OCVregen)÷Rregen cc；
其中，Discharge Resistance表示放电内阻；Regen Resistance表示充电内阻；
ΔVdischarge表示放电电压差；ΔIdischarge表示放电电流变化差；Vt1，Vt0表示在时间点t1和时间点t0的放电电压；It1，It0表示在时间点t1和时间点t0的放电电流；
Discharge Pluse Power Capability表示脉冲放电功率能力；
Regen Pluse Power Capability表示脉冲充电功率能力；
VMIN表示最低电压；VMAX表示最高电压；OCVdis表示放电后开路电压；OCVregen表示充电后开路电压。
其中，所述T1=1小时；T2=6分；T3=1小时；T4=10秒；T5=40秒；T6=10秒。
实施本发明，具有如下有益效果：
由于本发明预先对充电时间以及放电时间进行了补充计算，因此，在测试过程中对充电时间以及放电时间进行了补充修正，使得测试得到的各SOC点的功率和内阻值均为想要获得的准确SOC点的相应值，由此提高了电池单体性能评估和电池系统性能估算的准确性。
另外，本发明的测试步骤相对于原有测试流程来说，测试时间增加很小，因此在不影响测试的效率的前提下极大程度的提高了测试的准确性。
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为现有的测试电池功效特性与内阻的方法的测试流程图；
图2为现有的测试电池功效特性与内阻的方法中循环测试段中的时间点与电流的关系图；
图3为本发明提供的一种测试电池功效特性与内阻的方法的循环测试段的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种测试电池功效特性与内阻的方法，包括：
S1、计算为电池充电补电的时间ta，ta=Imax×10/1C；
其中，Imax为电池单体所能承受的最大的电流，1C为电池单体1小时从满电状态放至空电状态的电流，ta的单位为秒；
S2、计算调整荷电状态SOC点的放电时间tb秒，tb=360+(0.75Imax×10/1C)；其中，SOC点是指电池剩余电量为各种值的点，例如0%SOC或10%SOC；
S3、以1C对电池恒流放电至0%SOC；
S4、以1C对电池恒流充电充满至截止电压，恒压充电至电流减小到0.1C时截止；
S5、将电池静置T1小时；
S6、以1C将电池恒流放电T2分钟；
S7、将电池静置T3小时；此刻对应图3中的时间点t0；
S8、以最大放电电流Imax将电池恒流放电T4秒；此刻对应图3中的时间点t1；
S9、以1C对电池恒流充电ta秒；
S10、将电池静置T5秒；此刻对应图3中的时间点t2；
S11、以75%Imax的电流值，对电池恒流充电T6秒；此刻对应图3中的时间点t3；
S12、以1C对电池恒流放电ta秒；
循环所述步骤S6至S11，直至以1C对电池恒流放电到10%SOC；
按照所述步骤S2至S11依次对90%SOC至10%SOC的SOC点进行测试；
根据测试得到各个SOC点的电压，计算所述电池的功率和内阻。
需要说明的是，所述步骤S1和步骤S2之间没有先后顺序，可以同时进行。优选的实施例中，所述T1=1小时；T2=6分；T3=1小时；T4=10秒；T5=40秒；T6=10秒。
需要说明的是，S5和S7步骤静置时间T1和T3可以因需要而调整，只需要保证静置后，电池单体完全去极化即可。
根据所述各个SOC点的电压以及如下公式，计算电池的功率和内阻；
Discharge Pluse Power Capability=VMIN·(OCVdis-VMIN)÷Rdiacharge；
Regen Pluse Power Capability=VMAX·(VMAX-OCVregen)÷Rregen cc；
其中，Discharge Resistance表示放电内阻；Regen Resistance表示充电内阻；
ΔVdischarge表示放电电压差；ΔIdischarge表示放电电流变化差；Vt1，Vt0表示在时间点t1和时间点t0的放电电压；It1，It0表示在时间点t1和时间点t0的放电电流；
Discharge Pluse Power Capability表示脉冲放电功率能力；
Regen Pluse Power Capability表示脉冲充电功率能力；
VMIN表示最低电压；VMAX表示最高电压；OCVdis表示放电后开路电压；OCVregen表示充电后开路电压。
实施本发明，具有如下有益效果：
由于本发明预先对充电时间以及放电时间进行了补充计算，因此，在测试过程中对充电时间以及放电时间进行了补充修正，使得测试得到的各SOC点的功率和内阻值均为想要获得的准确SOC点的相应值，由此提高了电池单体性能评估和电池系统性能估算的准确性。
另外，本发明的测试步骤相对于原有测试流程来说，测试时间增加很小，因此在不影响测试的效率的前提下极大程度的提高了测试的准确性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种测试电池功效特性与内阻的方法，其特征在于，包括：
S1、计算为电池充电补电的时间ta，ta＝Imax×10/1C；
其中，Imax为电池单体所能承受的最大的电流，1C为电池单体1小时从满电状态放至空电状态的电流，ta的单位为秒；
S2、计算调整荷电状态SOC点的放电时间tb，tb＝360+(0.75Imax×10/1C)；其中，SOC点是指电池剩余电量为各种值的点；tb的单位为秒；
S3、以1C对电池恒流放电至0％SOC；
S4、以1C对电池恒流充电充满至截止电压，恒压充电至电流减小到0.1C时截止；
S5、将电池静置T1小时；
S6、以1C将电池恒流放电T2分钟；
S7、将电池静置T3小时；
S8、以最大放电电流Imax将电池恒流放电T4秒；
S9、以1C对电池恒流充电ta秒；
S10、将电池静置T5秒；
S11、以75％Imax的电流值，对电池恒流充电T6秒；
S12、以1C对电池恒流放电ta秒；
循环所述步骤S6至S11，直至以1C对电池恒流放电到10％SOC；
按照所述步骤S2至S11依次对90％SOC至10％SOC的SOC点进行测试；
根据测试得到各个SOC点的电压，计算所述电池的功率和内阻。
2.如权利要求1所述的测试电池功效特性与内阻的方法，其特征在于，所述根据测试得到各个SOC点的电压，计算电池的功率和内阻，包括：
根据所述各个SOC点的电压以及如下公式，计算电池的功率和内阻；
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Disch arg e Pluse Power Capability＝VMIN·(OCVdis-VMIN)÷Rdiacharge；
Re gen Pluse Power Capability＝VMAX·(VMAX-OCVregen)÷Rregen cc；
其中，Disch arg e Re sis tan ce表示放电内阻；Re gen Re sis tan ce表示充电内阻；
ΔVdischarge表示放电电压差；ΔIdischarge表示放电电流变化差；Vt1，Vt0表示在时间点t1和时间点t0的放电电压；It1，It0表示在时间点t1和时间点t0的放电电流；
Disch arg e Pluse Power Capability表示脉冲放电功率能力；
Re gen Pluse Power Capability表示脉冲充电功率能力；
VMIN表示最低电压；VMAX表示最高电压；OCVdis表示放电后开路电压；OCVregen表示充电后开路电压。
3.如权利要求1或2所述的测试电池功效特性与内阻的方法，其特征在于，所述T1＝1小时；T2＝6分；T3＝1小时；T4＝10秒；T5＝40秒；T6＝10秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |