CN110470991A - 一种动力电池循环寿命评测方法 - Google Patents

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李世明
徐秋鹏
胡庆军
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    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables

Abstract

本发明公开了一种动力电池循环寿命评测方法，包括如下步骤：S1、测试动力电池单体在标准循环工况下的循环寿命L0；S2、获取用于表征运行工况对于电池单体循环寿命损耗的寿命工况缩短系数K1、用于表征单体电池配组对于循环寿命影响的寿命配组缩短系数K2以及用于表征电池管理系统对于循环寿命影响的寿命管理系统缩短系数K3；S3、计算在K1、K2、K3影响下的电池组的预期循环寿命，预期循环寿命为：L0*K1*K2*K3。本发明的优点在于：考虑工况、配组、电池管理系统参数等对循环寿命的影响，计算得到的电池的循环寿命准确率得到提高；得到的循环寿命数据有助于根据电动汽车设计目的选用电池芯、配组技术和电池管理系统，优化电池系统和电动汽车设计。

Description

一种动力电池循环寿命评测方法
技术领域
本发明涉及动力电池领域，特别涉及一种动力电池循环寿命评测方法。
背景技术
对于动力电池，循环寿命是一个重要的指标。锂离子电池以比能量高和循环寿命长的优点而成为电动汽车的首选动力电池的。锂离子电池常温储存寿命可达10年以上，当今用作电动汽车动力电池系统，运行寿命要求满足8年以上。因此动力锂电池的循环寿命是电池厂家及电动汽车厂家比较关注的指标之一，循环寿命以循环充电次数为单位，因此，可靠地评估电池的循环寿命，具有重要意义。现有技术中，电池的循环寿命主要是在电池充放电测试设备上进行的。要进行完整的寿命评估，需要进行2000次以上的充放电循环，需要很长的时间，并且只能代表一种标准充放电条件下的寿命预期。实际使用时，锂离子电池被应用于不同的工作场景时，其运行工况存在很大的差异，不同的运行工况，导致容量衰减的内部机理不完全相同，采用通常的简单外推，或采用简单固定的电池容量衰减机理，无法进行长期的精确预测。通常动力电池成组后，其循环寿命远远低于单体的循环寿命，随配组条件不同，电池组的循环寿命能降低到单体电池循环寿命的1/2，甚至1/10。工况条件和配组条件，电池管理系统，都会严重影响锂离子电池实际使用的循环寿命，这是现有循环寿命测试评估技术所没有考虑的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种动力电池循环寿命评测方法，用于提高动力电池寿命评测的准确性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种动力电池循环寿命评测方法，包括如下步骤：
S1、测试动力电池单体在标准循环工况下的循环寿命L0；
S2、获取用于表征运行工况对于电池单体循环寿命损耗的寿命工况缩短系数K1、用于表征单体电池配组对于循环寿命影响的寿命配组缩短系数K2以及用于表征电池管理系统对于循环寿命影响的寿命管理系统缩短系数K3；
S3、计算在K1、K2、K3影响下的电池组的预期循环寿命，预期循环寿命为：L0*K1*K2*K3。
寿命工况缩短系数K1通过如下方法求得：测试动力电池单体在电动汽车设计工况环境下的循环寿命L1，将L1除以L0得到寿命工况缩短系数k1。
寿命配组缩短系数K2通过如下方法求得：在标准循环工况下，测试在设定的配组条件下电池组的循环寿命L2，将L2除以L0得到寿命配组缩短系数k2。
寿命管理系统缩短系数K3采用如下方法求得：在标准循环工况下，测试在设定的电池管理系统配置和参数设置下的电池组循环寿命L3，将L3除以L0得到寿命管理系统缩短系数k3。
本发明的优点在于：考虑工况、配组、电池管理系统参数等对循环寿命的影响，计算得到的电池的循环寿命准确率得到提高；得到的循环寿命数据有助于根据电动汽车设计目的选用电池芯、配组技术和电池管理系统，优化电池系统和电动汽车设计。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明动力电池循环寿命评测方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明在考虑配组、工况、电池管理系统参数的情况下求得较为准确的电池实际寿命预估方法，充分考虑工况、配组和电池管理系统对于动力电池循环寿命的影响，得到更加实用的动力电池循环寿命预估结果，有助于根据电动汽车设计目的选用电池芯、配组技术和电池管理系统，优化电池系统和电动汽车设计。
具体包括如下步骤：
步骤一、测试动力电池单体在标准循环工况下的循环寿命L0。
步骤二、测试动力电池单体在电动汽车设计工况环境下的循环寿命L1。使用步骤二和步骤一得到的循环寿命相除，得到寿命工况缩短系数k1，也就是L1/L0。
步骤三、在标准循环工况下，测试设定配组条件下电池组的循环寿命L2。使用步骤二和步骤一得到的循环寿命相除，得到寿命配组缩短系数k2，也就是L2/L0。
步骤四、在标准循环工况下，测试不同电池管理系统配置和参数设置下的电池组循环寿命L3。使用步骤二和步骤一得到的循环寿命相除，得到寿命管理系统缩短系数k3，也就是L3/L0。
步骤五、使用k1*k2*k3*L0作为实际电池组的预期循环寿命。
该预估结果充分考虑工况、配组和电池管理系统对于动力电池循环寿命的影响，得到更加实用的动力电池循环寿命评测结果。
以129Ah345V动力电池系统的循环寿命评测为例，该电池系统配套整车设计续航里程250公里，质保8年或12万公里，需要最低循环寿命500次。
步骤一、测试动力电池单体在标准循环工况下的循环寿命2500次。
步骤二、测试动力电池单体在电动汽车设计工况环境下的循环寿命1800次。使用步骤二和步骤一得到的循环寿命相除，得到寿命工况缩短系数0.72。
步骤三、在标准循环工况下，测试选定配组条件下电池组的循环寿命1200次。使用步骤二和步骤一得到的循环寿命相除，得到寿命配组缩短系数0.48。
步骤四、在标准循环工况下，电池管理系统配置和参数设置根据电池单体下的电池组循环寿命2300次。使用步骤二和步骤一得到的循环寿命相除，得到寿命管理系统缩短系数0.92.
步骤五、使用k1*k2*k3*L0＝0.72*0.48*0.92*2500＝790作为实际电池组的预期循环寿命,初步可以判断该电池组的循环寿命设计是满足整车设计需要的。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种动力电池循环寿命评测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、测试动力电池单体在标准循环工况下的循环寿命L0；
S2、获取用于表征运行工况对于电池单体循环寿命损耗的寿命工况缩短系数K1、用于表征单体电池配组对于循环寿命影响的寿命配组缩短系数K2以及用于表征电池管理系统对于循环寿命影响的寿命管理系统缩短系数K3；
S3、计算在K1、K2、K3影响下的电池组的预期循环寿命，预期循环寿命为：L0*K1*K2*K3。
2.如权利要求1所述的一种动力电池循环寿命评测方法，其特征在于：寿命工况缩短系数K1通过如下方法求得：测试动力电池单体在电动汽车设计工况环境下的循环寿命L1，将L1除以L0得到寿命工况缩短系数k1。
3.如权利要求1所述的一种动力电池循环寿命评测方法，其特征在于：寿命配组缩短系数K2通过如下方法求得：在标准循环工况下，测试在设定的配组条件下电池组的循环寿命L2，将L2除以L0得到寿命配组缩短系数k2。
4.如权利要求1所述的一种动力电池循环寿命评测方法，其特征在于：寿命管理系统缩短系数K3采用如下方法求得：在标准循环工况下，测试在设定的电池管理系统配置和参数设置下的电池组循环寿命L3，将L3除以L0得到寿命管理系统缩短系数k3。
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