CN107942259A - 一种电池失效预警时间的检测方法 - Google Patents

一种电池失效预警时间的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107942259A
CN107942259A CN201711225521.7A CN201711225521A CN107942259A CN 107942259 A CN107942259 A CN 107942259A CN 201711225521 A CN201711225521 A CN 201711225521A CN 107942259 A CN107942259 A CN 107942259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
temperature
voltage
warning
time point
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
CN201711225521.7A
Other languages
English (en)
Inventor
孙磊
安富强
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.)
Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd
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 Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd filed Critical Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd
Priority to CN201711225521.7A priority Critical patent/CN107942259A/zh
Publication of CN107942259A publication Critical patent/CN107942259A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电池失效预警时间的检测方法，包括S1：固定电池，将测试电池贴上ARC的热电偶后置于绝热加速量热仪(ARC)‑电池测试装置(BTC)腔体底部；S2：将电池与电压测试仪器连接，之后启动装置进行电压测量；S3：进行热箱实验，启动ARC的软件，设定参数后进行热箱实验；S4：数据处理，依据ARC和充放电设备的采集数据制作温度T~时间t曲线图及其一次微分和二次微分曲线图和电压E~时间t曲线图，得出电池失效的预警时间、预警电压和预警温度。本发明的有益效果：本发明适用范围广，适用于各种结构的电池，能够准确跟踪电池的产热状况，分析出电池失效过程的时间，温度和电压，为BMS的电池安全预警控制以及改善电池性能提供可靠的数据支持。

Description

一种电池失效预警时间的检测方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体来说，涉及一种电池失效预警时间的检测方法。
背景技术
由于具有能量密度高，没有记忆效应，锂离子电池作为纯电动汽车首选的动力电池，已经得到大规模的生产和使用。然而锂离子电池材料和界面具有热稳定性不高，具有各层级递进的分解放热反应，其中热稳定性较差的固体电解质界面膜的热分解起始温度在130℃左右，且电解液为可燃性的混合有机溶剂，所以目前的动力锂离子电池不是绝对安全的，在滥用条件下存在一定的安全风险。目前行业内大部分电池企业对电池安全性的重视程度较低，对电池的安全性能缺乏足够的认识。人们需要能够实时准确的跟踪并检测电池细微的温度变化，以对电池安全性能的进行改进和为BMS的电池安全预警控制提供可靠的数据支持。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种电池失效预警时间的检测方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电池失效预警时间的检测方法，包括以下步骤：
S1：固定电池，打开绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)的顶盖，将测试电池正反面中间用高温胶带各贴上一根ARC的热电偶，然后用加热电阻丝缠绕若干圈后夹在固定底座的当中，最后将底座置于绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)腔体底部中央；
S2：连接电池与电压测试仪器，将缠绕有高温耐火材料的测试线，一端用鳄鱼夹夹在电池极耳，另一端用鳄鱼夹夹在电压检测仪器的测试线一端，之后启动装置进行电压测量；
S3：进行热箱实验，启动ARC的软件，设定热箱实验的恒定温度、恒温时间、温度截止条件、腔体内部压力的截止条件等参数后进行热箱实验；
S4：数据处理，依据ARC和充放电设备的采集数据制作温度T~时间t曲线图及其一次微分和二次微分曲线图和电压E~时间t曲线图，得出电池失效的预警时间、预警电压和预警温度。
进一步的，进行热箱实验时，当温升速率最慢的绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)内腔侧边达到设定温度时，为热箱实验开始时间。
进一步的，在数据处理时，当温升速率变化率d2T/dt2在某时间点后一直恒大于零，所述时间点是电池的温箱实验截止时间点。
进一步的，在数据处理时，当电池输出电压在某时间点后开始急剧降低时，所述时间点为电池开始预警时间点，所述预警时间为从电池开始预警时间点到电池彻底失效时间点之间的时长。
进一步的，在数据处理时，电池开始预警时间点时的电压为预警电压，电池开始预警时间点时的温度为预警温度。
进一步的，所述高温耐火材料为聚酰亚胺薄膜胶带。
本发明的有益效果：通过在绝热加速量热仪的电池测试装置ARC-BTC中进行热箱实验，能够准确跟踪电池的产热状况，分析出电池失效过程的时间，温度和电压，为BMS的电池安全预警控制以及改善电池性能提供可靠的数据支持，且本发明适用范围广，不仅适用于各种材料组成的电池，也适用于各种结构的电池。
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是根据本发明实施例所述的5Ah软包电池热箱实验温度-电压变化图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种电池失效预警时间的检测方法，包括以下步骤：
S1：固定电池，打开绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)的顶盖，将5Ah软包电池正反面中间用高温胶带各贴上一根ARC的热电偶，然后用加热电阻丝缠绕若干圈后夹在固定底座的当中，最后将底座置于绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)腔体底部中央；
S2：连接电池与电压测试仪器，将缠绕有聚酰亚胺薄膜胶带的测试线，一端用鳄鱼夹夹在电池极耳，另一端用鳄鱼夹夹在电压检测仪器的测试线一端，之后启动充放电设备LAND5V10A，运行静置程序进行电压测量；
S3：进行热箱实验，启动ARC的软件，选择“ISO”模式，设定“Temperature set point”（热箱实验的恒定温度）为180℃，设定“Length of hold step”（热箱实验的恒温时间）为240min，设定“Maximum temperature” （热箱实验的截止温度）为250℃，设定“Maximumpressure”（腔体内部的截止压力）为2Bar等参数后进行热箱实验，实验后采用气体冷却绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)腔体，之后打开设备顶盖，将电池取出观察，对设备内腔进行有机溶剂清理；
S4：数据处理，依据ARC和充放电设备的采集数据制作温度T~时间t曲线图及其一次微分和二次微分曲线图和电压E~时间t曲线图，得出电池失效的预警时间、预警电压和预警温度。
进行热箱实验时，当温升速率最慢的绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)内腔侧边达到设定温度时，为热箱实验开始时间。当温升速率变化率d2T/dt2在某时间点后一直恒大于零，所述时间点是电池的温箱实验截止时间点。当电池输出电压在某时间点后开始急剧降低时，所述时间点为电池开始预警时间点，所述预警时间为从电池开始预警时间点到电池彻底失效时间点之间的时长。所述电池开始预警时间点时的电压为预警电压，所述电池开始预警时间点时的温度为预警温度。
本发明通过在绝热加速量热仪的电池测试装置ARC-BTC中进行热箱实验，准确跟踪电池的产热状况，分析出电池失效过程的时间，温度和电压，为BMS的电池安全预警控制以及改善电池性能提供可靠的数据支持，且本发明不仅适用于各种材料组成的电池，也适用于各种结构的电池，适用范围广。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：固定电池，打开绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)的顶盖，将测试电池正反面中间用高温胶带各贴上一根ARC的热电偶，然后用加热电阻丝缠绕若干圈后夹在固定底座的当中，最后将底座置于绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)腔体底部中央；
S2：连接电池与电压测试仪器，将缠绕有高温耐火材料的测试线，一端用鳄鱼夹夹在电池极耳，另一端用鳄鱼夹夹在电压检测仪器的测试线一端，之后启动装置进行电压测量；
S3：进行热箱实验，启动ARC的软件，设定热箱实验的恒定温度、恒温时间、温度截止条件、腔体内部压力的截止条件等参数后进行热箱实验；
S4：数据处理，依据ARC和充放电设备的采集数据制作温度T~时间t曲线图及其一次微分和二次微分曲线图和电压E~时间t曲线图，得出电池失效的预警时间、预警电压和预警温度。
2.根据权利要求1所述的一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，进行热箱实验时，当温升速率最慢的绝热加速量热仪(ARC)-电池测试装置(BTC)内腔侧边达到设定温度时，为热箱实验开始时间。
3.根据权利要求1所述的一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，在数据处理时，当温升速率变化率d2T/dt2在某时间点后一直恒大于零，所述时间点是电池的温箱实验截止时间点。
4.根据权利要求1所述的一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，在数据处理时，当电池输出电压在某时间点后为0时，所述时间点为电池彻底失效时间点。
5.根据权利要求1所述的一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，在数据处理时，当电池输出电压在某时间点后开始急剧降低时，所述时间点为电池开始预警时间点，所述预警时间为从电池开始预警时间点到电池彻底失效时间点之间的时长。
6.根据权利要求5所述的一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，在数据处理时，电池开始预警时间点时的电压为预警电压，电池开始预警时间点时的温度为预警温度。
7.根据权利要求1所述的一种电池失效预警时间的检测方法，其特征在于，所述高温耐火材料为聚酰亚胺薄膜胶带。
CN201711225521.7A 2017-11-29 2017-11-29 一种电池失效预警时间的检测方法 Pending CN107942259A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711225521.7A CN107942259A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一种电池失效预警时间的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711225521.7A CN107942259A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一种电池失效预警时间的检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107942259A true CN107942259A (zh) 2018-04-20

Family

ID=61947584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711225521.7A Pending CN107942259A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一种电池失效预警时间的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107942259A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110146825A (zh) * 2019-04-24 2019-08-20 天津力神电池股份有限公司 一种快速评测锂离子电池安全性的方法
CN111273176A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种故障诊断的优化方法及装置、系统和存储介质

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111273176A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种故障诊断的优化方法及装置、系统和存储介质
CN111273176B (zh) * 2018-12-05 2022-03-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种故障诊断的优化方法及装置、系统和存储介质
CN110146825A (zh) * 2019-04-24 2019-08-20 天津力神电池股份有限公司 一种快速评测锂离子电池安全性的方法
CN110146825B (zh) * 2019-04-24 2021-04-16 天津力神电池股份有限公司 一种快速评测锂离子电池安全性的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lyu et al. Real-time overcharge warning and early thermal runaway prediction of Li-ion battery by online impedance measurement
CN105680114B (zh) 一种锂离子电池的低温快速自加热方法
Wang et al. Internal resistance and heat generation of soft package Li4Ti5O12 battery during charge and discharge
JP4968088B2 (ja) 電池システム、車両、電池搭載機器
JP4856209B2 (ja) 電池性能測定装置、電池制御システム及び車両
Roth et al. Effects of separator breakdown on abuse response of 18650 Li-ion cells
JP5050999B2 (ja) 電池および電極の試験方法
JP2014222603A (ja) 電池の検査方法
CN106125000A (zh) 一种基于双脉冲电流的锂电池欧姆内阻的测试方法
CN106124996A (zh) 一种锂离子电池单体的一致性判定方法及装置
CN107942259A (zh) 一种电池失效预警时间的检测方法
US20180074132A1 (en) Thermal feature analysis of electrochemical devices
Ouyang et al. Impacts of current rates on the degradation behaviors of lithium-ion batteries under over-discharge conditions
Wu et al. Experimental study on aerogel passive thermal control method for cylindrical lithium-ion batteries at low temperature
CN113659245B (zh) 一种电化学装置加热方法、电化学装置及用电设备
CN112038719B (zh) 一种锂离子电池快速充电策略的制定方法
CN203323906U (zh) 一种用于测试锂电池隔膜闭孔温度和破膜温度的实验装置
CN110058173A (zh) 一种动力锂离子电池热失控的测试方法
CN102830358B (zh) 一种电池热电参数测试装置
Bugryniec et al. Assessment of thermal runaway in commercial lithium iron phosphate cells due to overheating in an oven test
Zhang et al. Temperature characteristics of lithium iron phosphatepower batteries under overcharge
CN105633489B (zh) 动力电池内短路模拟的封装结构
JP2010212183A (ja) 電池の短絡試験装置
CN102593551A (zh) 动力电池差别式加热装置及方法
CN113665430B (zh) 自适应低温环境的快充方法、设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180420