CN108169679A - 电池比热容检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池比热容检测方法及系统，该检测方法包括：确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间；选取目标电池对应的目标散热片；将目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接；控制目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，并计算得到目标电池的比热容。本发明的检测过程简单可靠，可有效用于多种型号动力目标电池测试需求，并有效提高了检测结果的准确性及获取效率，大大简化了检测设备的种类和复杂程度，同时降低了检测设备成本。

Description

电池比热容检测方法及系统

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，具体涉及一种电池比热容检测方法及系统。

背景技术

随着目标电池技术的发展，目标电池在储能和动力方面发挥的作用越来越大。目前电动汽车、储能基站以及轨道交通机车车辆开始广泛采用目标电池作为储能介质。为保证目标电池的使用安全并优化目标电池系统的结构设计，需要了解目标电池的基本参数信息，如尺寸质量、容量能量特性、功率特性、寿命特性、安全特性、温升特性等。其中大部分项目有明确的测试标准或方法，但目标电池的比热容参数因为影响因素多(包括材料体系、目标电池结构、温度、荷电状态等)，测试复杂，其测试并没有明确提出，很少有目标电池厂家主动测试并提供比热容信息。而且由于测试方法的不一致性，测试结果的可靠性有待验证。由于目标电池比热容会影响目标电池温升情况，对目标电池热特性建模分析和优化目标电池散热结构设计具有重要意义。因此，亟需要提出一种简单可靠的目标电池比热容测试方法，为目标电池的设计使用提供数据基础。

目前常见的比热容测试仪器为绝热量热仪，需要针对不同型号的目标电池选择特定的型号的仪器紧贴目标电池，从外部加热，并测试目标电池的温升，根据加热能量和温度上升情况计算目标电池比热容。该方法最主要的缺点在于：仪器的使用不具有普适性，必须根据不同型号的目标电池进行更换。目前主流的动力目标电池类型有圆柱目标电池，钢壳目标电池，软包目标电池等，每种目标电池类型又有具体的分类，如18650型圆柱目标电池，32650圆柱目标电池，21700型圆柱目标电池等。繁多的目标电池种类提升了对设备配备的要求，增加了设备成本，也提高了目标电池比热容测试的复杂程度。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种电池比热容检测方法及系统，检测过程简单可靠，可有效用于多种型号动力目标电池测试需求，并有效提高了检测结果的准确性及获取效率，大大简化了检测设备的种类和复杂程度，同时降低了检测设备成本。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电池比热容检测方法，所述电池比热容检测方法包括：

步骤100：确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间；

步骤200：选取所述目标电池对应的目标散热片；

步骤300：将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接；

步骤400：根据所述目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间，控制所述目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据；

步骤500：根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，计算得到所述目标电池的比热容。

进一步地，所述步骤100包括：

步骤101：根据所述目标电池的特征信息，在预设电池类型库中获取该目标电池的类型，其中，所述预设电池类型库中存储有电池的特征信息和电池的类型之间的对应关系；

步骤102：根据所述目标电池的类型，获取目标电池的质量和预设充放电电流，进而确定所述目标电池的测试温度和SOC区间。

进一步地，所述步骤200包括：

步骤201：根据所述目标电池的外形结构，选取与该目标电池的贴合面积最大的目标散热片；

步骤202：将所述目标散热片贴紧所述目标电池设置，并记录该目标散热片的质量和比热容。

进一步地，所述等温测量仪包括用循环管连接的绝热箱和散热箱，以及，与所述绝热箱、散热箱和充放电设备均通信连接的计算机设备；

相对应的，所述步骤300包括：

步骤301：将所述目标电池和贴紧所述目标电池设置的目标散热片置于所述绝热箱中；

步骤302：将所述目标电池通过动力线接入所述充放电设备内的充放电回路；

步骤303：将所述充放电设备用两根温度采样线分别与所述绝热箱中的目标电池表面和目标散热片表面连接。

进一步地，所述步骤400包括：

步骤401：将置于所述等温测量仪中的所述目标电池的荷电状态调整为所述预设SOC区间，并设定所述等温量热仪的采样间隔、记录所述等温量热仪的初始功率值，以及，分别设定并记录所述绝热箱和散热箱的初始温度值；

步骤402：将所述等温测量仪、充放电设备和目标电池进行静置处理，直到所述计算机设备中显示的等温量热仪的发热功率曲线的变化值小于稳定阈值；

步骤403：根据所述目标电池的测试温度和预设充放电电流，控制所述目标电池进行充放电试验；

步骤404：采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

进一步地，所述预设时间为：停止充放电的第一时间点至所述目标电池、目标散热片和等温量热仪的温度值均减小至对应的初始温度值时的第二时间点之间的时间；

相对应的，步骤404包括：

步骤404a：所述计算机设备在充放电试验中持续采集并记录该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据；

步骤404b：所述计算机设备根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，分别生成对应的目标电池的温度曲线、目标散热片的温度曲线和等温量热仪的发热功率曲线；

步骤404c：若所述目标电池的温度曲线、目标散热片的温度曲线和等温量热仪的发热功率曲线在预设区间内的波动值均小于波动阈值，则结束充放电试验；

步骤404d：在充放电试验结束后，继续记录该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，以及，在该目标电池的温度数据和目标散热片的温度数据均小于对应的初始温度值、且所述等温量热仪的发热功率数据值也小小初始功率值时，停止记录。

进一步地，所述步骤500包括：

步骤501：根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，获取所述目标散热片的比热容；

步骤502：根据所述目标散热片的比热容，计算得到所述目标电池的吸收热量；

步骤503：根据所述目标电池的吸收热量、目标电池的温度升高值和质量，计算得到所述目标电池的比热容。

第二方面，本发明还提供一种电池比热容检测系统，所述电池比热容检测系统包括：

目标电池确定模块，用于确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间；

目标散热片选取模块，用于选取所述目标电池对应的目标散热片；

设备连接模块，用于将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接；

充放电试验模块，用于根据所述目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间，控制所述目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据；

目标电池的比热容获取模块，用于根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，计算得到所述目标电池的比热容。

进一步地，所述等温测量仪包括用循环管连接的绝热箱和散热箱，以及，与所述绝热箱、散热箱和充放电设备均通信连接的计算机设备。

进一步地，所述充放电试验模块包括：

测试参数设定单元，用于将置于所述等温测量仪中的所述目标电池的荷电状态调整为所述预设SOC区间，并设定所述等温量热仪的采样间隔、记录所述等温量热仪的初始功率值，以及，分别设定并记录所述绝热箱和散热箱的初始温度值；

静置单元，用于将所述等温测量仪、充放电设备和目标电池进行静置处理，直到所述计算机设备中显示的等温量热仪的发热功率曲线的变化值小于稳定阈值；

充放电试验单元，用于根据所述目标电池的测试温度和预设充放电电流，控制所述目标电池进行充放电试验；

采集及记录单元，用于采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种电池比热容检测方法及系统，该检测方法包括：确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间；选取目标电池对应的目标散热片；将目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接；控制目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，并计算得到目标电池的比热容。本发明的检测过程简单可靠，可有效用于多种型号动力目标电池测试需求，并有效提高了检测结果的准确性及获取效率，大大简化了检测设备的种类和复杂程度，同时降低了检测设备成本。

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是本发明实施例一中的一种电池比热容检测方法的流程示意图；

图2是本发明的等温测量仪和充放电设备的外部连接示意图；

图3是本发明的等温测量仪中绝热箱的内部热量分配图；

图4是本发明的等温量热仪的发热功率曲线图；

图5是本发明的电池及散热片的温度变化图；

图6是本发明的电池比热容检测方法的检测原理说明图；

图7是本发明的电池比热容检测方法的检测流程示意图；

图8是本发实施例二中的一种电池比热容检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例一提供一种电池比热容检测方法的具体实施方式，参见图1，所述电池比热容检测方法具体包括如下内容：

步骤100：确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间。

在步骤100中，确定目标电池类型，需要明确目标电池的材料体系，设计结构，容量大小，功率特性等。并根据目标电池类型信息确定合适的充放电电流大小。可以理解的是，目标电池类型按照结构可以分为圆柱型目标电池，钢壳目标电池以及软包目标电池等；按照材料体系可以分为磷酸铁锂目标电池，三元材料目标电池，钛酸锂目标电池等；按照使用特性可以分为功率型目标电池，能量型目标电池，功率-能量型目标电池等。不同类型目标电池的质量、结构、容量以及适合电流均不相同，检测前应首先明确目标电池信息，确定目标电池质量和充放电流。

可以理解的是，目标电池作为一个复杂的电化学系统，其比热容不仅受到温度的影响，而且与其荷电状态(state of charge,SOC)有关。实际检测中，需要确定检测温度以及待检测的SOC状态，以便于检测前环境温度的设置和目标电池状态的调整。

步骤200：选取所述目标电池对应的目标散热片。

在步骤200中，选择合适的目标散热片，记录目标散热片的质量(m_S)和比热容(C_S)。检测过程中为保证等温量热仪(举例型号为IBC)的检测精度，需要目标电池有较大的产热功率；而较大的产热功率又会导致目标电池吸收过多热量而产生较高温升，对检测结果造成一定影响。为解决该问题，可以针对目标电池结构类型选择合适的目标散热片，并于检测过程中贴在目标电池表面，以便及时将目标电池热量传导出来，减小目标电池温升，提高检测精度；所述合适目标散热片，即目标散热片能够较好的贴紧目标电池表面，有较高的导热系数，能及时传导目标电池热量。

步骤300：将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接。

在步骤300中，参见图2，将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并连接等温测量仪和充放电设备与目标电池，调整目标电池状态和检测参数。所述等温测量仪包括用循环管连接的绝热箱和散热箱，以及，与所述绝热箱、散热箱和充放电设备均通信连接的计算机设备。

步骤400：根据所述目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间，控制所述目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

在步骤400中，完成步骤400设定以后，静置0.5～1h，确定等温量热仪发热功率曲线稳定；用充放电设备对目标电池在特定SOC区间(见步骤2)往复充放电，电流大小与目标电池具体类型有关；充放电过程中保持监控并记录目标电池温度、目标散热片温度以及等温量热仪发热功率曲线变化，三者稳定以后，停止对目标电池的充放电；所谓三者稳定，是指目标电池和目标散热片温升以及发热功率在一定范围内平稳波动，表明此时绝热箱内的产热与散热速率达到平衡；停止目标电池充放电以后，继续记录目标电池温度、目标散热片温度和等温量热仪发热功率数据，待三者恢复初始状态时，停止记录数据；所谓恢复初始状态，是指目标电池和目标散热片温升以及发热功率数值在停止充放电后逐渐减小，至约等于充放电开始前一瞬间的对应数值。

步骤500：根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，计算得到所述目标电池的比热容。

在步骤500中，计算目标电池吸收热量和温度变化。在目标电池充放电过程中，等温量热仪内部热量分配关系如图3所示。目标电池持续充放电产生的热量分成三部分：目标散热片吸收的热量，目标电池吸收的热量以及通过对流和辐射散出的热。

从上述描述可知，本发明的实施例提供的电池比热容检测方法操作简单可靠，可有效用于多种型号动力目标电池测试需求，大大简化了检测设备的种类和复杂程度，降低检测设备成本。

在一种具体实施方式中，所述电池比热容检测方法中的步骤100具体包括如下内容：

步骤101：根据所述目标电池的特征信息，在预设目标电池类型库中获取该目标电池的类型，其中，所述预设目标电池类型库中存储有目标电池的特征信息和目标电池的类型之间的对应关系。

步骤102：根据所述目标电池的类型，获取目标电池的质量和预设充放电电流，进而确定所述目标电池的测试温度和SOC区间。

从上述描述可知，本发明的实施例提供的电池比热容检测方法，在进入检测前对电池的类型确认及其他参数信息的获取，能够有效提高后续检测的准确性和检测效率，为后续的检测结果提供了可靠的数据基础。

在一种具体实施方式中，所述电池比热容检测方法中的步骤200具体包括如下内容：

步骤201：根据所述目标电池的外形结构，选取与该目标电池的贴合面积最大的目标散热片。

步骤202：将所述目标散热片贴紧所述目标电池设置，并记录该目标散热片的质量和比热容。

从上述描述可知，本发明的实施例提供的电池比热容检测方法，通过选取合适的目标散热片，能够有效提高等温量热仪的检测精度，进而提高检测结果的准确性。

在一种具体实施方式中，所述电池比热容检测方法中的步骤300具体包括如下内容：

步骤301：将所述目标电池和贴紧所述目标电池设置的目标散热片置于所述绝热箱中。

步骤302：将所述目标电池通过动力线接入所述充放电设备内的充放电回路。

步骤303：将所述充放电设备用两根温度采样线分别与所述绝热箱中的目标电池表面和目标散热片表面连接。

从上述描述可知，本发明的实施例提供的电池比热容检测方法，通过采用等温量热仪来检测电池比热容，可以适用于多种型号电池检测，适合在不同生产及检测单位推广使用。

在一种具体实施方式中，所述电池比热容检测方法中的步骤400具体包括如下内容：

步骤401：将置于所述等温测量仪中的所述目标电池的荷电状态调整为所述预设SOC区间，并设定所述等温量热仪的采样间隔、记录所述等温量热仪的初始功率值，以及，分别设定并记录所述绝热箱和散热箱的初始温度值。

步骤402：将所述等温测量仪、充放电设备和目标电池进行静置处理，直到所述计算机设备中显示的等温量热仪的发热功率曲线的变化值小于稳定阈值。

步骤403：根据所述目标电池的测试温度和预设充放电电流，控制所述目标电池进行充放电试验。

步骤404：采集并记录充放电试验过程中及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

其中，所述预设时间为：停止充放电的第一时间点至所述目标电池、目标散热片和等温量热仪的温度值均减小至对应的初始温度值时的第二时间点之间的时间；

相对应的，步骤404包括：

步骤404a：所述计算机设备在充放电试验中持续采集并记录该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

步骤404b：所述计算机设备根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，分别生成对应的目标电池的温度曲线、目标散热片的温度曲线和等温量热仪的发热功率曲线。

步骤404c：若所述目标电池的温度曲线、目标散热片的温度曲线和等温量热仪的发热功率曲线在预设区间内的波动值均小于波动阈值，则结束充放电试验。

步骤404d：在充放电试验结束后，继续记录该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，以及，在该目标电池的温度数据和目标散热片的温度数据均小于对应的初始温度值、且所述等温量热仪的发热功率数据值也小小初始功率值时，停止记录。

从上述描述可知，本发明的实施例提供的电池比热容检测方法，检测过程简单可靠，可有效用于多种型号动力目标电池测试需求，并有效提高了检测结果的准确性及获取效率，大大简化了检测设备的种类和复杂程度，同时降低了检测设备成本。

在一种具体实施方式中，所述电池比热容检测方法中的步骤500具体包括如下内容：

步骤501：根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，获取所述目标散热片的比热容。

步骤502：根据所述目标散热片的比热容，计算得到所述目标电池的吸收热量。

步骤503：根据所述目标电池的吸收热量、目标电池的温度升高值和质量，计算得到所述目标电池的比热容。

从上述描述可知，本发明的实施例提供的电池比热容检测方法，降低了检测设备的复杂程度，增加了等温量热仪的使用功能，节约了检测设备成本。由于本发明可以适用于多种型号电池检测，适合在不同生产及检测单位推广使用，便于建立一种电池比热容的统一检测方法，提升比热容基本参数的可对比性和可靠程度。此外，比热容的可靠检测也为后续电池成组应用提供数据基础，对优化结构设计和提升产品质量有明显的推动作用。

本发明还提供一种电池比热容检测方法的应用实例，参见图2至7，所述电池比热容检测方法具体包括如下内容：

Q_gen-电池总生热量；Q_out-对流&辐射热量；Q_{ob_B}-电池吸收热量；Q_{ob_S}-散热片吸收热量；C_B-电池比热容；C_S-散热片比热容；m_B-电池质量；m_S-散热片质量；△T_B-电池温升；△T_S——散热片温升。

步骤1：确定电池类型，明确电池的质量以及适合充放电的电流大小。电池类型按照结构可以分为圆柱型电池，钢壳电池以及软包电池等；按照材料体系可以分为磷酸铁锂电池，三元材料电池，钛酸锂电池等；按照使用特性可以分为功率型电池，能量型电池，功率-能量型电池等。不同类型电池的质量、结构、容量以及适合电流均不相同，检测前应首先明确电池信息，确定电池质量和充放电流。

步骤2：确定检测温度和SOC区间。电池作为一个复杂的电化学系统，其比热容不仅受到温度的影响，而且与其荷电状态(state of charge,SOC)有关。实际检测中，需要确定检测温度以及待检测的SOC状态，以便于检测前环境温度的设置和电池状态的调整。

步骤3：选择合适的散热片，记录散热片的质量(m_S)和比热容(C_S)。检测过程中为保证等温量热仪(IBC)的检测精度，需要电池有较大的产热功率；而较大的产热功率又会导致电池吸收过多热量而产生较高温升，对检测结果造成一定影响。为解决该问题，可以针对电池结构类型选择合适的散热片，并于检测过程中贴在电池表面，以便及时将电池热量传导出来，减小电池温升，提高检测精度。

所述合适散热片，即散热片能够较好的贴紧电池表面，有较高的导热系数，能及时传导电池热量。

步骤4：连接设备，调整电池状态和检测参数。检测设备分为充放电设备和等温量热仪两部分，等温量热仪由绝热箱和散热箱构成，并配有控制电脑。图2展示了设备连接的详细关系，该步骤的详细操作流程如下：

S401：充放电设备动力线穿过绝热箱箱壁，在绝热箱内部将待测电池接入回路；温度采样线(两根)穿过绝热箱箱壁，并将探头分别固定在电池表面和散热片表面。

S402：运用充放电设备将电池SOC调整至合适区间。

所谓合适区间，是指电池在该SOC区间内性能变化不大，比热容参数可以在该区间范围内等效。该区间与电池使用情况和体系结构有关，具体在步骤2中确定。

S403：关闭绝热箱，通过控制电脑为绝热箱内设置合适的温度，并为等温热量热仪设置合适的采样间隔。

所谓合适的温度，是指电池的待测环境温度，具体在步骤2中确定。

所谓合适的采样间隔，是指在该采样间隔下，等温量热仪的功率检测结果有足够的分辨率，同时又不会因为采样间隔过密而引入系统误差，避免对后续积分计算造成影响，一般在1s～10s为宜。

S404：为等温量热仪的散热箱设置合适的温度。等温量热仪的绝热箱与外界基本不发生热交换过程，唯一的散热途径是与散热箱之间不断循环流动的介质。因此散热箱温度需要低于绝热箱温度，以保证恒定的散热功率。

所谓散热箱合适的温度，是指散热箱与绝热箱的温差所产生的散热功率，能够大于等于绝热箱内电池的生热功率。散热箱温度设置具体与电池的体系结构及充放电流有关，一般低于绝热箱温度5℃～10℃为宜。

步骤5：采集电池和散热片温升及等温量热仪发热功率数据。该步骤具体操作流程如下：

S501：完成步骤4设定以后，静置0.5～1h，确定等温量热仪发热功率曲线稳定。

S502：用充放电设备对电池在特定SOC区间(见步骤2)往复充放电，电流大小与电池具体类型有关(见步骤1)。

S503：充放电过程中保持监控并记录电池温度、散热片温度以及等温量热仪发热功率曲线变化，三者稳定以后，停止对电池的充放电。

所谓三者稳定，是指电池和散热片温升以及发热功率在一定范围内平稳波动，表明此时绝热箱内的产热与散热速率达到平衡。

S504：停止电池充放电以后，继续记录电池温度、散热片温度和等温量热仪发热功率数据，待三者恢复初始状态时，停止记录数据。

所谓恢复初始状态，是指电池和散热片温升以及发热功率数值在停止充放电后逐渐减小，至约等于充放电开始前一瞬间的对应数值。

步骤6：计算电池吸收热量和温度变化。在电池充放电过程中，等温量热仪内部热量分配关系如图3所示。电池持续充放电产生的热量Q_gen分成三部分：散热片吸收的热量Q_{ob_S}，电池吸收的热量Q_{ob_B}以及通过对流和辐射散出的热量Q_out。此时热量关系式为：

Q_gen＝Q_{ob_S}+Q_{ob_B}+Q_out 公式1

而当电池停止充放电时，Q_gen＝0，此后等温量热仪检测到的热量为之前电池和散热片吸收的热量，故关系式变为：

Q_out＝Q_{ob_S}+Q_{ob_B} 公式2

为计算电池吸收热量，需要进行以下步骤计算：

S601：对停止充放电以后的发热功率曲线积分，计算出电池与散热片吸收的总热量，具体如图4所示：根据电流曲线确定充放电停止时间，并对后续发热功率曲线积分(红色阴影部分)，得到结果为Q_out(等于Q_{ob_S}+Q_{ob_B})。

S602：计算电池与散热片的温度变化△T_B与△T_S。根据电流曲线确定充放电停止时间，并计算从此刻开始到记录结束电池与散热片的温度变化，具体如图5所示。

S603：计算散热片吸收的热量。散热片吸收热量造成散热片的温度变化，因此根据公式Q_{ob_S}＝C_S×m_S×△T_S可以计算散热片吸收热量。由于散热片材料已知，其比热容C_S很容易获取。

S604：计算电池吸收热量。根据S601积分结果得到了Q_out，根据S603计算结果得到了Q_{ob_S}，则根据公式2，电池吸收热量为：

Q_{ob_B}＝Q_out－Q_{ob_S} 公式3

步骤7：计算电池比热容。通过步骤6计算得到电池吸收热量Q_{ob_B}以及温度变化△T_B。则根据比热容定义，电池比热容计算公式如下：

综上，电池比热容的检测原理如图6所示，检测流程如图7所示。

从上述描述可知，本发明的应用实例提供的电池比热容检测方法，解决了电池比热容检测的问题，降低了检测设备的复杂程度，增加了等温量热仪的使用功能，节约了检测设备成本。由于本发明可以适用于多种型号电池检测，适合在不同生产及检测单位推广使用，便于建立一种电池比热容的统一检测方法，提升比热容基本参数的可对比性和可靠程度。此外，比热容的可靠检测也为后续电池成组应用提供数据基础，对优化结构设计和提升产品质量有明显的推动作用。

本发明的实施例二提供一种用于实现上述电池比热容检测方法全部步骤的电池比热容检测系统的具体实施方式，参见图8，所述电池比热容检测系统具体包括如下内容：

目标电池确定模块10，用于确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间。

目标散热片选取模块20，用于选取所述目标电池对应的目标散热片。

设备连接模块30，用于将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接。

充放电试验模块40，用于根据所述目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间，控制所述目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

在所述充放电试验模块40中包括，测试参数设定单元，用于将置于所述等温测量仪中的所述目标电池的荷电状态调整为所述预设SOC区间，并设定所述等温量热仪的采样间隔、记录所述等温量热仪的初始功率值，以及，分别设定并记录所述绝热箱和散热箱的初始温度值；静置单元，用于将所述等温测量仪、充放电设备和目标电池进行静置处理，直到所述计算机设备中显示的等温量热仪的发热功率曲线的变化值小于稳定阈值；充放电试验单元，用于根据所述目标电池的测试温度和预设充放电电流，控制所述目标电池进行充放电试验；以及，采集及记录单元，用于采集并记录充放电试验过程中及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

目标电池的比热容获取模块50，用于根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，计算得到所述目标电池的比热容。

其中，所述等温测量仪包括用循环管连接的绝热箱和散热箱，以及，与所述绝热箱、散热箱和充放电设备均通信连接的计算机设备。

本发明提供的电池比热容检测系统的实施例具体可以用于执行上述电池比热容检测方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。

从上述描述可知，本发明的应用实例提供的电池比热容检测系统，检测过程简单可靠，可有效用于多种型号动力目标电池测试需求，并有效提高了检测结果的准确性及获取效率，大大简化了检测设备的种类和复杂程度，同时降低了检测设备成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池比热容检测方法，其特征在于，所述电池比热容检测方法包括：

步骤100：确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间；

步骤200：选取所述目标电池对应的目标散热片；

步骤300：将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接；

步骤400：根据所述目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间，控制所述目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据；

步骤500：根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，计算得到所述目标电池的比热容。

2.根据权利要求1所述的电池比热容检测方法，其特征在于，所述步骤100包括：

步骤101：根据所述目标电池的特征信息，在预设电池类型库中获取该目标电池的类型，其中，所述预设电池类型库中存储有电池的特征信息和电池的类型之间的对应关系；

步骤102：根据所述目标电池的类型，获取目标电池的质量和预设充放电电流，进而确定所述目标电池的测试温度和SOC区间。

3.根据权利要求1所述的电池比热容检测方法，其特征在于，所述步骤200包括：

步骤201：根据所述目标电池的外形结构，选取与该目标电池的贴合面积最大的目标散热片；

步骤202：将所述目标散热片贴紧所述目标电池设置，并记录该目标散热片的质量和比热容。

4.根据权利要求1所述的电池比热容检测方法，其特征在于，所述等温测量仪包括用循环管连接的绝热箱和散热箱，以及，与所述绝热箱、散热箱和充放电设备均通信连接的计算机设备；

相对应的，所述步骤300包括：

步骤301：将所述目标电池和贴紧所述目标电池设置的目标散热片置于所述绝热箱中；

步骤302：将所述目标电池通过动力线接入所述充放电设备内的充放电回路；

步骤303：将所述充放电设备用两根温度采样线分别与所述绝热箱中的目标电池表面和目标散热片表面连接。

5.根据权利要求4所述的电池比热容检测方法，其特征在于，所述步骤400包括：

步骤401：将置于所述等温测量仪中的所述目标电池的荷电状态调整为所述预设SOC区间，并设定所述等温量热仪的采样间隔、记录所述等温量热仪的初始功率值，以及，分别设定并记录所述绝热箱和散热箱的初始温度值；

步骤402：将所述等温测量仪、充放电设备和目标电池进行静置处理，直到所述计算机设备中显示的等温量热仪的发热功率曲线的变化值小于稳定阈值；

步骤403：根据所述目标电池的测试温度和预设充放电电流，控制所述目标电池进行充放电试验；

步骤404：采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。

6.根据权利要求5所述的电池比热容检测方法，其特征在于，所述预设时间为：停止充放电的第一时间点至所述目标电池、目标散热片和等温量热仪的温度值均减小至对应的初始温度值时的第二时间点之间的时间；

相对应的，步骤404包括：

步骤404a：所述计算机设备在充放电试验中持续采集并记录该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据；

步骤404b：所述计算机设备根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，分别生成对应的目标电池的温度曲线、目标散热片的温度曲线和等温量热仪的发热功率曲线；

步骤404c：若所述目标电池的温度曲线、目标散热片的温度曲线和等温量热仪的发热功率曲线在预设区间内的波动值均小于波动阈值，则结束充放电试验；

步骤404d：在充放电试验结束后，继续记录该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，以及，在该目标电池的温度数据和目标散热片的温度数据均小于对应的初始温度值、且所述等温量热仪的发热功率数据值也小小初始功率值时，停止记录。

7.根据权利要求1所述的电池比热容检测方法，其特征在于，所述步骤500包括：

步骤501：根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，获取所述目标散热片的比热容；

步骤502：根据所述目标散热片的比热容，计算得到所述目标电池的吸收热量；

步骤503：根据所述目标电池的吸收热量、目标电池的温度升高值和质量，计算得到所述目标电池的比热容。

8.一种电池比热容检测系统，其特征在于，所述电池比热容检测系统包括：

目标电池确定模块，用于确定目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间；

目标散热片选取模块，用于选取所述目标电池对应的目标散热片；

设备连接模块，用于将所述目标电池和目标散热片置于等温测量仪中，并将充放电设备与目标电池进行连接；

充放电试验模块，用于根据所述目标电池的测试温度、预设充放电电流和预设SOC区间，控制所述目标电池进行充放电试验，采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据；

目标电池的比热容获取模块，用于根据所述目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据，计算得到所述目标电池的比热容。

9.根据权利要求8所述的电池比热容检测系统，其特征在于，所述等温测量仪包括用循环管连接的绝热箱和散热箱，以及，与所述绝热箱、散热箱和充放电设备均通信连接的计算机设备。

10.根据权利要求9所述的电池比热容检测系统，其特征在于，所述充放电试验模块包括：

测试参数设定单元，用于将置于所述等温测量仪中的所述目标电池的荷电状态调整为所述预设SOC区间，并设定所述等温量热仪的采样间隔、记录所述等温量热仪的初始功率值，以及，分别设定并记录所述绝热箱和散热箱的初始温度值；

静置单元，用于将所述等温测量仪、充放电设备和目标电池进行静置处理，直到所述计算机设备中显示的等温量热仪的发热功率曲线的变化值小于稳定阈值；

充放电试验单元，用于根据所述目标电池的测试温度和预设充放电电流，控制所述目标电池进行充放电试验；

采集及记录单元，用于采集并记录充放电试验过程中的、以及实验结束后的预设时间内的该目标电池的温度数据、目标散热片的温度数据和等温量热仪的发热功率数据。