CN108196194A - 一种可同时进行二次电池hppc和soc-ocv测试的方法 - Google Patents

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熊辉
杨思文
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Abstract

本发明公开了一种可同时进行二次电池HPPC和SOC‑OCV测试的方法，在传统的SOC‑OCV测试方法上增加HPPC脉冲工步，使得能使用最短的时间有效获得二次电池的SOC‑OCV曲线和不同DOD下的脉冲功率和DCR值，相对于传统测试方法，能缩短一半的测试周期。

Description

一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及本发明提出了一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法。
背景技术
二次电池尤其是锂离子电池产品的日益普及，尤其是绿色能源和环保理念的逐渐升级，锂离子动力电池近几年也呈爆发式增长。应用于新能源汽车上的锂离子动力电池的性能能否满足客户日常使用需求，离不开对其各方面性能的评价和测试。这其中比较重要的两个测试项目就是SOC-OCV(荷电电量-开路电压)和HPPC(Hybrid PulsePowerCharacteristic，混合动力脉冲能力特性)。前者是二次电池静特性的表征，也是判定整车荷电状态的重要参数；后者是二次电池脉冲放电和充电能力的表征，也是整车在运行时能否满足启动、爬坡和反馈需求的策略判定依据，因此针对这两个项目的二次电池测试显得尤为重要。
目前电池企业或其他检测机构都会配置相应的测试设备进行这两个项目的测试，而测试方法还比较局限于传统：(1)选取多个电池在两个以上的设备上分别进行测试；(2)在同一个设备上先后进行这两个项目的测试。我们知道这两项测试都与环境温度密切相关，因此需要测试不同温度下某一款二次电池的SOC-OCV和HPPC功率MAP往往需要数月的时间，且要占用大量的测试设备资源。在测试资源有限和项目时间节点紧迫的状况下，能在最短的时间内利用最少的资源获得所需要的测试数据显得尤为重要和迫切。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法。
本发明提出的一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，包括以下步骤：
S1、将电池充满电后静置第一时间阈值，然后记录电压值OCV0；
S2、将电池的剩余电量调整到预设的荷电阈值后静置第二时间阈值，然后记录电压值OCV1，荷电阈值小于1并大于0；
S3、将电池的剩余电量调整到预设的测量阈值后静置第二时间阈值，然后记录电压值OCV2，测量阈值小于荷电阈值；
S4、以第一电流值I1给电池放电第三时间值后记录电压值V1；
S5、将电池搁置第四时间值后记录电压值V2；
S6、以第二电流值I2给电池充电第五时间值后记录电压值V3，I2<I1；
S7、将荷电阈值更新，新的荷电阈值为原来的荷电阈值减去预设浮差阈值的差值，然后返回步骤S2；
S8、记录各荷电阈值对应的电压值OCV2、V1、V2、V3，并代入预设模型计算各荷电阈值对应的放电深度情况下的脉冲充放电功率值和DCR值，预设模型为：放电电阻DCRdch＝∣OCV2-V1∣/I1；
脉冲放电功率值Powerdch＝Vmin×(OCV2-Vmin)/DCRdch；
充电电阻DCRcha＝∣V2-V3∣/I2；
脉冲充电功率值Powercha＝Vmax×(Vmax-V2)/DCRcha；；
其中，Vmax,Vmin分别代表充放电的截止电压值。
优选地，步骤S3中，测量阈值＝荷电阈值-浮差阈值。
优选地，浮差阈值为5％。
优选地，第一时间阈值等于第二时间阈值。
优选地，第一时间阈值和第二时间阈值均为1小时。
优选地，第三时间值为2～60s，第四时间值为40～100s，第五时间值为2～60s。
优选地，第三时间值为10s，第四时间值为40s，第五时间值为10s。
优选地，第一电流值大于或者等于1C，第二电流为第一电流的0.75倍。
优选地，第一电流值为5C脉冲电流，第二电流值为3.75C脉冲电流。
本发明提出的一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，在传统的SOC-OCV测试方法上增加HPPC脉冲工步，使得能使用最短的时间有效获得二次电池的SOC-OCV曲线和不同DOD(depth of discharge，放电深度)下的脉冲功率和DCR(DirectiveCurrent Resitance，直流电阻)值，相对于传统测试方法，能缩短一半的测试周期。
本发明利用同一台测试设备和同一份测试样本，最大化资源配置，有效降低测试成本；可灵活变动复合测试工步，以便根据项目指标和客户需求获得不同SOC间隔和脉冲DOD、脉冲时间的数据。
附图说明
图1为本发明提出的一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，包括以下步骤。
S1、将电池充满电后静置第一时间阈值，然后记录电压值OCV0。
S2、将电池的剩余电量调整到预设的荷电阈值后静置第二时间阈值，然后记录电压值OCV1，荷电阈值小于1并大于0。本实施方式中，第一时间阈值等于第二时间阈值，具体可取值第一时间阈值和第二时间阈值均为1小时。
S3、将电池的剩余电量调整到预设的测量阈值后静置第二时间阈值，然后记录电压值OCV2，测量阈值小于荷电阈值，具体的，测量阈值等于荷电阈值与预设的浮差阈值的差值。
S4、以第一电流值I1给电池放电第三时间值后记录电压值V1。
S5、将电池搁置第四时间值后记录电压值V2。
S6、以第二电流值I2给电池充电第五时间值后记录电压值V3，I2<I1。
S7、将荷电阈值更新，新的荷电阈值为原来的荷电阈值减去预设浮差阈值的差值，然后返回步骤S2。本步骤中，相当于将测量阈值更新为荷电阈值，然后根据新的荷电阈值计算新的测量阈值。
S8、记录各荷电阈值对应的电压值OCV2、V1、V2、V3，并代入预设模型计算各荷电阈值对应的放电深度情况下的脉冲充放电功率值和DCR值，预设模型为：放电电阻DCRdch＝∣OCV2-V1∣/I1；
脉冲放电功率值Powerdch＝Vmin×(OCV2-Vmin)/DCRdch；
充电电阻DCRcha＝∣V2-V3∣/I2；
脉冲充电功率值Powercha＝Vmax×(Vmax-V2)/DCRcha。
其中，Vmax,Vmin分别代表充放电的截止电压值。
本实施方式中，测量步骤在传统的SOC-OCV上完成，测量过程中，电压记录时间间隔为1s，故而，电压OCV0、OCV1、OCV2、V1、V2、V3的采集均为操作步骤中最后1s的电压。
以下，结合一个具体的实施例对本发明做进一步说明。
本实施例中，第一电流值为5C脉冲电流，第二电流值为3.75C脉冲电流，第三时间值为10s，第四时间值为40s，第五时间值为10s，浮差阈值为5％。
如此，本实施例中，测量步骤如下：将充满电的电池,静置1h,记录最后一秒的电压值OCV0(记录时间间隔设置为1s)；在SOC调节到95％后静置1h,记录最后一秒的电压值OCV1；在SOC调节到90％后静置1h,记录最后一秒的电压值OCV2,然后设置一个“5C脉冲放电10s+搁置40s+3.75C充电10s”的工步，分别记录每个步骤最后一秒的电压值,记为V1,V2,V3,并在调节下一个SOC的时候将脉冲充放电的容量计算扣除.依次进行SOC分别为85％、80％、...10％、5％、0％的测试，最后获得SOC分别为100％、95％、90％...10％、5％、0％对应的OCV值，并同时通过计算获得DOD分别为10％、20％...80％、90％对应的脉冲充放电功率值和DCR值.计算方法如下:
DCRdch＝∣OCV2-V1∣/I5C；
DCRcha＝∣V2-V3∣/I3.75C；
Powerdch＝Vmin*(OCV2-Vmin)/DCRdch；
Powercha＝Vmax*(Vmax-V2)/DCRcha；
(Vmax,Vmin分别代表充放电的截止电压值)
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将电池充满电后静置第一时间阈值，然后记录电压值OCV0；
S2、将电池的剩余电量调整到预设的荷电阈值后静置第二时间阈值，然后记录电压值OCV1，荷电阈值小于1并大于0；
S3、将电池的剩余电量调整到预设的测量阈值后静置第二时间阈值，然后记录电压值OCV2，测量阈值小于荷电阈值；
S4、以第一电流值I1给电池放电第三时间值后记录电压值V1；
S5、将电池搁置第四时间值后记录电压值V2；
S6、以第二电流值I2给电池充电第五时间值后记录电压值V3，I2<I1；
S7、将荷电阈值更新，新的荷电阈值为原来的荷电阈值减去预设浮差阈值的差值，然后返回步骤S2；
S8、记录各荷电阈值对应的电压值OCV2、V1、V2、V3，并代入预设模型计算各荷电阈值对应的放电深度情况下的脉冲充放电功率值和DCR值，预设模型为：放电电阻DCRdch＝∣OCV2-V1∣/I1；
脉冲放电功率值Powerdch＝Vmin×(OCV2-Vmin)/DCRdch；
充电电阻DCRcha＝∣V2-V3∣/I2；
脉冲充电功率值Powercha＝Vmax×(Vmax-V2)/DCRcha；；
其中，Vmax,Vmin分别代表充放电的截止电压值。
2.如权利要求1所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，步骤S3中，测量阈值＝荷电阈值-浮差阈值。
3.如权利要求2所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，浮差阈值大于或等于2％并小于或者等于10％。
4.如权利要求1所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，第一时间阈值等于第二时间阈值。
5.如权利要求1或4所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，第一时间阈值和第二时间阈值均大于或者等于30min。
6.如权利要求1所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，第三时间值为2～60s，第四时间值为40～100s，第五时间值为2～60s。
7.如权利要求6所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，第三时间值为10s，第四时间值为40s，第五时间值为10s。
8.如权利要求1或6所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，第一电流值大于或者等于1C，第二电流为第一电流的0.75倍。
9.如权利要求8所述的可同时进行二次电池HPPC和SOC-OCV测试的方法，其特征在于，第一电流值为5C脉冲电流，第二电流值为3.75C脉冲电流。
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