CN107634254B - 一种高能量密度电池组的组配方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电池组配技术领域，提供了一种高能量密度电池的组配方法，该方法包括：获取不同温度下的单体电池的放电曲线、内阻、及自放电率，该单体电池为能量型电池；基于放电曲线获取单体电池放电容量、及放电平台区的容量；将放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率一致的单体电池组配成高能量密度电池。本发明实施例通过将放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率一致的单体电池组装成高能量密度电池组，组装后的电池在不同的温度下仍具有较好的可靠性和一致性。

Description

一种高能量密度电池组的组配方法

技术领域

本发明属于电池组配技术领域，尤其涉及一种高能量密度电池组的组配方法。

背景技术

锂离子电池以其工作电压高、能量密度高、无记忆效应等特点，最先应用在数码产品，近年来，锂离子电池在电动工具、电动自行车、电动汽车、大型储能等领域的应用也越来越多，逐渐占据了主要地位，锂离子电池的串联数也从单个发展到几个几十个乃至上百个。电池串联使用时，一致性变得非常重要，电池配组也成为了一个重要的技术领域。

现有技术都是考虑在单一室温环境下的一致性，而实际车辆是要使用在不同的环境温度下的，尤其是高能量密度电池组，其温度变化较为明显，现有技术没有考虑环境温度变化对组配电池性能的影响，因此现有技术下即使最严格的配组，电池成组后的循环寿命也难以超过电池单体的1/3。

发明内容

本发明实施例提供一种高能量密度电池组的组配方法，旨在接线现有的组配电池没有考虑环境温度变化对高能量密度电池组性能的影响。

本发明是这样实现的，一种高能量密度电池组的组配方法，该方法包括如下步骤：

S1、获取不同温度下的单体电池的放电曲线、单体电池的内阻、及自放电率，该单体电池为能量型电池；

S2、基于所述放电曲线获取单体电池放电容量、及放电平台区的容量；

S3、将所述放电容量、所述放电平台区的容量、所述内阻及所述自放电率一致的单体电池组配成高能量密度电池组。

进一步的，所述放电容量、所述放电平台区的容量、所述内阻及所述自放电率一致的单体电池具体是指：单体电池的所述放电容量、所述放电平台区的容量、所述内阻及所述自放电率均满足下列条件：

所述放电容量与放电容量设定值的差值位于允许的第一偏差范围；

所述放电平台区的容量与平台区容量设定值的差值位于允许的第一偏差范围；

所述内阻与内阻设定值的差值位于允许的第二偏差范围内；

所述自放电率与自放电率设定值的差值位于允许的第三偏差范围内。

进一步的，基于所述放电曲线获取单体电池放电平台区的电容的方法包括如下步骤：

基于所述放电曲线计算dQ/dV曲线；

获取所述dQ/dV曲线中两峰值对应的两电压值；

在所述放电曲线中查找两所述电压值对应的两电量值；

两所述电量差值的绝对值即为放电平台区容量。

进一步的，基于所述放电曲获取单体电池放电容量的方法包括如下步骤：

获取放电曲线中满电电压、及空电电压对应的两电量，

两所述电量差值的绝对值即为单体电池的放电容量。

本发明实施例通过将放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率一致的单体能量型电池组装成高能量密度电池组，组装后的电池在不同的温度下仍具有较好的可靠性和一致性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高能量密度型电池组的组配方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的高密度能量型电池组的组配方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S1、获取不同温度下的单体电池的放电曲线、单体电池的内阻、及自放电率；

在本发明实施例中，该单体电池为能量型单体电池，放电过程中的电池温度会较大的升高，此外，功率型电池的内阻及自放电率也会引起电池温度的升高，在工作温度区间内选择跨度较大的几个温度点进行单体电池放电曲线、单体电池的内阻、及自放电率的检测，若单体电池的工作区间为25℃至45℃，可选择温度值为45℃、33℃、以及25℃三个点进行单体电池放电曲线、单体电池的内阻、及自放电率的检测，或者采择温度的间隔更小，也就是说温度取样点更多。

在本发明实施例中，单体电池的放电曲线、单体电梯的内阻采用分容柜测量，自放电率采用电压表进行测量，分容柜具有电压测量模块、电流测量模块、内阻测量模块、温度测量模块、并能按测量的时间点记录数据，使用分容机对电池按规定的倍率进行放电，并在不同测量时间点记录所测得的电压、电流和温度，将电压和电流随时间的变化绘制成曲线，得到放电曲线；单体电池内阻由分容柜的内阻测量模块进行测量，并进行记录；自放电率的测量，将电池在分容柜上调整到50％SOC，在室温下储存28天，基于测量储存前后的电压变化计算自放电率。

S2、基于单体电池的放电曲线获取单体电池放电容量、及放电平台区的容量；

在本发明实施例中，基于单体电池的放电曲获取单体电池放电容量的方法包括如下步骤：

获取放电曲线中满电电压、及空电电压对应的两电量，

该两电量差值的绝对值即为单体电池的放电容量。

在本发明实施例中，基于单体电池的放电曲线获取单体电池放电平台区容量的方法包括如下步骤：

基于放电曲线计算dQ/dV曲线；

获取dQ/dV曲线中两峰值对应的两电压值；

在所述放电曲线中查找两所述电压值对应的两电量值；

两电量差值的绝对值即为放电平台区容量。

S3、将放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率一致的单体电池组装成高能量密度电池组。

在本发明实施例中，放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率一致具体是指：放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率均满足下列条件：

放电容量与放电容量设定值的差值位于允许的第一偏差范围；

放电平台区的容量与平台区容量设定值的差值位于允许的第一偏差范围；

内阻与内阻设定值的差值位于允许的第二偏差范围内；

自放电率与自放电率设定值的差值位于允许的第三偏差范围内。

在本发明实施例中，放电容量设定值、平台区容量设定值、内阻设定值及自放电率设定值时基于组合成的高能量密度电池组的应用对性能的需求来设定的、允许的第一偏差范围、允许的第二偏差范围、及允许的第三偏差范围是基于生产量需求和对性能要求承兑来进行设定。

本发明实施例通过将放电容量、放电平台区的容量、内阻及自放电率一致的单体能量型电池组装成高能量密度电池组，组装后的电池在不同的温度下仍具有较好的可靠性和一致性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高能量密度电池组的组配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、获取不同温度下的单体电池的放电曲线、内阻、及自放电率，所述单体电池为能量型电池；

S2、基于所述放电曲线获取单体电池放电容量、及放电平台区的容量；

S3、将所述放电容量、所述放电平台区的容量、所述内阻及所述自放电率一致的单体电池组配成高能量密度电池组；

基于所述放电曲线获取单体电池放电平台区容量的方法包括如下步骤：

基于所述放电曲线计算dQ/dV曲线；

获取所述dQ/dV曲线中两峰值对应的两电压值；

在所述放电曲线中查找两所述电压值对应的两电量值；

两所述电量差值的绝对值即为放电平台区的容量；

基于所述放电曲获取单体电池放电容量的方法包括如下步骤：

获取放电曲线中满电电压、及空电电压对应的两电量，

两所述电量差值的绝对值即为单体电池的放电容量。

2.如权利要求1所述的高能量密度电池组的组配方法，其特征在于，所述放电容量、所述放电平台区的容量、所述内阻及所述自放电率一致的单体电池具体是指：单体电池的所述放电容量、所述放电平台区的容量、所述内阻及所述自放电率均满足下列条件：

所述放电容量与放电容量设定值的差值位于允许的第一偏差范围；

所述放电平台区的容量与平台区容量设定值的差值位于允许的第一偏差范围；

所述内阻与内阻设定值的差值位于允许的第二偏差范围内；

所述自放电率与自放电率设定值的差值位于允许的第三偏差范围内。