CN111352039A - 确定电池最大放电倍率的方法及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种确定电池最大放电倍率的方法及计算机设备。上述确定电池最大放电倍率的方法，包括提供待测电池，在相同的环境温度和相同的荷电状态下，以不同的放电倍率对所述待测电池进行多次恒流放电，以获取多条放电曲线，每一条放电曲线对应一个放电倍率。根据所述多条放电曲线的形状，确定所述待测电池的最大放电倍率，本申请在给定的环境温度下，从1个相同的SOC起点，换用不同倍率按照顺序做放电测试，根据所述多条放电曲线的形状，确定所述待测电池的最大放电倍率，避免了将电池放电至截止电压带来的产生过放电的现象，提高了电池低温条件下的寿命和安全性。

Description

确定电池最大放电倍率的方法及计算机设备

技术领域

本申请涉及新能源储能锂电池梯次利用领域，特别是涉及一种确定电池最大放电倍率的方法及计算机设备。

背景技术

随着新能源汽车产业迅猛发展，动力电池在新能源汽车中的应用越来越广泛，导致我们对动力电池的需求也急剧上升。尽管动力电池技术已取得重大突破，但是电池的安全问题已成为这一行业必须解决的问题。

锂离子电池的放电倍率，决定了以多快的速度将电池里面的能量释放出来。实际放电电流若大于最大放电电流，电池就会快速老化，甚至有可能发生安全问题。但是在许多的应用场合，我们都需要电池具有大倍率的充放电性能。所以如何确定电池的最大放电倍率对于电池的设计和生产检测都尤为重要。

而传统的技术方案中，确定最大放电倍率的方法就是依次增大放电倍率放电到截止放电电压为止，严重影响电池的寿命和安全性。

发明内容

基于此，本申请提供一种确定电池最大放电倍率的方法及计算机设备，以便提高电池低温条件下的寿命和安全性。

一种确定电池最大放电倍率的方法，包括：

提供待测电池，在相同的环境温度下，对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池参数，所述环境温度为-40℃至10℃；

根据所述电池参数获取多条放电曲线，每一条放电曲线对应一个放电倍率；

根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率。

在其中一个实施例中，所述对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池参数的步骤包括：

按照放电倍率的值，由小到大依次对所述待测电池进行多次恒流放电；

每一次恒流放电至预设电压值，获取每一次恒流放电过程中的电池电压和与其相对应的电池放电容量。

在其中一个实施例中，所述根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率的步骤包括：

按照放电倍率的值，由小到大依次对所述多条放电曲线进行排序；

从完成排序的所述多条放电曲线中，选取首次出现的非单调曲线，则所述非单调曲线对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

在其中一个实施例中，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值相等。

在其中一个实施例中，所述预设电压值的范围为1.6V至2.0V。

一种确定电池最大放电倍率的方法，包括：

提供待测电池，在相同的环境温度下，对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池电压，所述环境温度为-40℃至10℃；

根据所述电池电压获得多个电池电压数列；

根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率。

在其中一个实施例中，一次恒流放电过程包括：

以预设放电倍率对所述待测电池进行恒流放电至预设电压值；

等时间间隔的获取此恒流放电过程中的电池电压，形成电池电压数列。

在其中一个实施例中，所述根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率的步骤包括：

按照放电倍率的值，由小到大依次对所述多个电池电压数列进行排序；

从完成排序的所述多个电池电压数列中，选取首次出现的非单调数列，则所述非单调数列对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

在其中一个实施例中，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值相等，且所述预设电压值的范围为1.6V至2.0V。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的确定电池最大放电倍率的方法的步骤。

上述确定电池最大放电倍率的方法，包括提供待测电池，在相同的环境温度和相同的荷电状态下，以不同的放电倍率对所述待测电池进行多次恒流放电，以获取多条放电曲线，每一条放电曲线对应一个放电倍率。根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率，本申请在给定的环境温度下，从1个相同的SOC起点，换用不同倍率按照顺序做放电测试，根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率，避免了将电池放电至截止电压带来的产生过放电的现象，提高了电池低温条件下的寿命和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请一个实施例提供的确定电池最大放电倍率的方法流程图；

图2为本申请一个实施例提供的确定电池最大放电倍率的方法流程图；

图3为本申请一个实施例提供的不同放电倍率下的放电曲线图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请一个实施例提供一种确定电池最大放电倍率的方法。所述确定电池最大放电倍率的方法包括：

S10，提供待测电池，在相同的环境温度下，对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池参数。

步骤S10中，所述待测电池的种类及型号不做具体限定。示例性地，所述待测电池可以为锂离子电池。可以理解，所述待测电池的数量不做具体限定，所述待测电池的数量可以是一个或者多个。

放电倍率是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。在一次确定所述待测电池的最大放电倍率的过程中，为了排除温度和电池荷电状态的影响，需要确保每一次恒流放电过程处于相同的环境温度和相同的荷电状态下。所述环境温度可以为低温环境(-40℃～10℃)。所述荷电状态可以为满容量状态。

所述电池参数可以包括一次恒流放电过程中的电池电压和与其对应的电池放电容量。所述电池参数还可以包括一次恒流放电过程中的电池电压和与其对应的电池放电时间。

可以理解的是，为了获取具有相同电池参数的电池的最大放电倍率，可以从所述具有相同电池参数的电池中选取一个电池，作为待测电池。每一次以预设的放电倍率进行恒流放电，获取一次恒流放电过程中的所述电池参数后，在进行下一次恒流放电前，需要将所述待测电池的荷电状态调整至第一次恒流放电之前的状态，以确保每一次恒流放电过程处于相同的环境温度和相同的荷电状态下。

可以理解的是，为了获取具有相同电池参数的电池的最大放电倍率，可以从所述具有相同电池参数的电池中对应选取多个电池，作为待测电池组。依次对每一个待测电池进行恒流放电，以获取每一次恒流放电过程中的所述电池参数。

S20，根据所述电池参数获取多条放电曲线，每一条放电曲线对应一个放电倍率。

步骤S20中，根据获取的每一次恒流放电过程中的所述电池参数，绘制成多条放电曲线。可以理解的是，根据每一次恒流放电过程中的所述电池参数获得的所述放电曲线可以是电池电压-放电容量曲线图。所述放电曲线还可以是电池电压-时间曲线图。

S30，根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率。

步骤S30中，根据每一个恒流放电过程中获得的放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率。可以理解的是，为了确定所述待测电池的最大放电倍率，可以从小的放电倍率开始进行测试，直至确定所述待测电池的最大放电倍率为止。即，从小的放电倍率进行恒流放电，获得一个放电曲线，根据当前的放电曲线的形状判断当前放电倍率是否为最大放电倍率。如果当前放电倍率不是所述待测电池的最大放电倍率，即更换一个稍大的放电倍率，重复进行测试，直至确定所述待测电池的最大放电倍率为止。

当然，可以理解的是，为了确定所述待测电池的最大放电倍率，还可以同时设置一组放电倍率值。一组中的放电倍率值各不相同。利用不同的放电倍率值同时对不同的待测电池进行恒流放电过程，以获取多个放电倍率中的每一个放电倍率对应的放电曲线。进而，按照放电倍率的大小，依次对所述多条放电曲线进行排序。根据多个放电曲线的形状判断此组中是否存在最大放电倍率。如果此组中不存在所述待测电池的最大放电倍率，即更换一组稍大的放电倍率组，重复进行测试，直至确定所述待测电池的最大放电倍率为止。

本实施例中，上述确定电池最大放电倍率的方法，包括提供待测电池，在相同的环境温度和相同的荷电状态下，以不同的放电倍率对所述待测电池进行多次恒流放电，以获取多条放电曲线，每一条放电曲线对应一个放电倍率。根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率，本申请在给定的环境温度下，从1个相同的SOC起点，换用不同倍率按照顺序做放电测试，根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率，避免了将电池放电至截止电压带来的产生过放电的现象，提高了电池低温条件下的寿命和安全性。

在一个可选的实施例中，所述以不同的放电倍率对所述待测电池进行多次恒流放电，以获取多条放电曲线的步骤包括：

按照放电倍率的大小，依次对所述待测电池进行多次恒流放电。每一次恒流放电至预设电压值，获取一次恒流放电过程中的电池电压与电池放电容量对应的放电曲线。

可以理解的是，可以按照从小到大的放电倍率值对所述待测电池进行多次恒流放电。可选的，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值相等。可选的，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值也可以不相等。

可以理解的是，蓄电池正常放电时电池端电压的变化分为3个阶段。在放电初始的很短时间内，电池端电压急剧下降，然后电池端电压缓慢下降，当接近放电终期时，蓄电池的电池端电压又在很短时间内迅速下降。当电压降到预设电压值时，须停止放电。因此，所述预设电压值可以根据电池的类型及具体电池参数进行确定。所述预设电压值的范围为1.6V至2.0V。可选的，所述预设电压值为1.8V。

在其中一个实施例中，所述根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率的步骤包括：

按照放电倍率的大小，依次对所述多条放电曲线进行排序。从完成排序的所述多条放电曲线中，选取首次出现的非单调曲线，则所述非单调曲线对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

非单调曲线的出现说明电池进入了两个不良工作区域：第一个不良工作区域为，放电初始时刻电压骤降速度极大(ΔV/s)，从而可能触发电池管理系统BMS的内短路报警。第二个不良工作区域为，后期电压上升段，说明电池内部内阻极大，产热量极大，从而造成温度快速回升，抬高了电压，该阶段由于产热率大、电压变化趋势异常(不降反升)，对电池寿命、电池管理系统中电池监测均有影响，因此，当从小到大依次进行恒流放电测试时，首次出现非单调曲线即可认为所述非单调曲线对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

请参见图2，本申请一个实施例提供一种确定电池最大放电倍率的方法。所述确定电池最大放电倍率的方法包括：

S40，提供待测电池，在相同的环境温度下，对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池电压。

步骤S40中，所述待测电池的种类及型号不做具体限定。示例性地，所述待测电池可以为锂离子电池。可以理解，所述待测电池的数量不做具体限定，所述待测电池的数量可以是一个或者多个。

放电倍率是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。在一次确定所述待测电池的最大放电倍率的过程中，为了排除温度和电池荷电状态的影响，需要确保每一次恒流放电过程处于相同的环境温度和相同的荷电状态下。所述环境温度可以为低温环境(-40℃～1 0℃)。所述荷电状态可以为满容量状态。

可以理解的是，为了获取具有相同电池参数的电池的最大放电倍率，可以从所述具有相同电池参数的电池中选取一个电池，作为待测电池。每一次以预设的放电倍率进行恒流放电，获取一次恒流放电过程中的电池电压后，在进行下一次恒流放电前，需要将所述待测电池的荷电状态调整至第一次恒流放电之前的状态，以确保每一次恒流放电过程处于相同的环境温度和相同的荷电状态下。

可以理解的是，为了获取具有相同电池参数的电池的最大放电倍率，可以从所述具有相同电池参数的电池中对应选取多个电池，作为待测电池组。依次对每一个待测电池进行恒流放电，以获取每一次恒流放电过程中的电池电压。

S50，根据所述电池电压获得多个电池电压数列。

步骤S50中，根据获取的一次恒流放电过程中的多个电池电压，生成包括多个电池电压的数列。

S60，根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率。

步骤S60中，所述电池电压数列中包括一次恒流放电过程中不同放电时段所对应的电池端电压。根据每一个恒流放电过程中获得的个电池电压数列的形状，确定所述待测电池的最大放电倍率。可以理解的是，为了确定所述待测电池的最大放电倍率，可以从小的放电倍率开始进行测试，直至确定所述待测电池的最大放电倍率为止。即，从小的放电倍率进行恒流放电，获得一个电池电压数列，根据当前的电池电压数列判断当前放电倍率是否为最大放电倍率。如果当前放电倍率不是所述待测电池的最大放电倍率，即更换一个稍大的放电倍率，重复进行测试，直至确定所述待测电池的最大放电倍率为止。

当然，可以理解的是，为了确定所述待测电池的最大放电倍率，还可以同时设置一组放电倍率值。同一组中的放电倍率值各不相同。利用不同的放电倍率值同时对不同的待测电池进行恒流放电过程，以获取多个放电倍率中的每一个放电倍率对应的电池电压数列。进而，按照放电倍率的大小，依次对所述多个电池电压数列进行排序。根据多个电池电压数列的形状判断此组中是否存在最大放电倍率。如果此组中不存在所述待测电池的最大放电倍率，即更换一组稍大的放电倍率组，重复进行测试，直至确定所述待测电池的最大放电倍率为止。

本实施例中，在给定的环境温度下，从1个相同的SOC起点，换用不同倍率按照顺序做放电测试，根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率，避免了将电池放电至截止电压带来的产生过放电的现象，提高了电池低温条件下的寿命和安全性。

在其中一个实施例中，一次恒流放电过程包括：

以预设放电倍率对所述待测电池进行恒流放电至预设电压值。等时间间隔的获取此恒流放电过程中的电池电压，形成电池电压数列。

可以理解的是，可以按照从小到大的放电倍率值对所述待测电池进行多次恒流放电。可选的，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值相等。可选的，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值也可以不相等。

可以理解的是，蓄电池正常放电时电池端电压的变化分为3个阶段。在放电初始的很短时间内，电池端电压急剧下降，然后电池端电压缓慢下降，当接近放电终期时，蓄电池的电池端电压又在很短时间内迅速下降。当电压降到预设电压值时，须停止放电。因此，所述预设电压值可以根据电池的类型及具体电池参数进行确定。所述预设电压值的范围为1.6V至2.0V。可选的，所述预设电压值为1.8V。

在其中一个实施例中，所述根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率的步骤包括：

按照放电倍率的大小，依次对所述多个电池电压数列进行排序。从完成排序的所述多个电池电压数列中，选取首次出现的非单调数列，则所述非单调数列对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

非单调数列的出现说明电池进入了两个不良工作区域：第一个不良工作区域为，放电初始时刻电压骤降速度极大(ΔV/s)，从而可能触发电池管理系统BMS的内短路报警。第二个不良工作区域为，后期电压上升段，说明电池内部内阻极大，产热量极大，从而造成温度快速回升，抬高了电压，该阶段由于产热率大、电压变化趋势异常(不降反升)，对电池寿命、电池管理系统中电池监测均有影响，因此，当从小到大依次进行恒流放电测试时，首次出现非单调数列即可认为所述非单调数列对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

请参见图3所示的实施例，图3为本申请一个实施例提供的不同放电倍率下的放电曲线图。图3给出了在常温(25℃)下以1C进行恒流放电后的电池电压-放电容量曲线。根据此曲线可以证明蓄电池正常放电时电池端电压的变化分为3个阶段。在放电初始的很短时间内，电池端电压急剧下降，然后电池端电压缓慢下降，当接近放电终期时，蓄电池的电池端电压又在很短时间内迅速下降。图3中剩余的三条曲线分别为在给定的低温下(-20℃)，从一个相同的SOC起点，换用不同倍率(单位C，依次为0.5C、1C、2C)，得出电池电压-放电容量曲线。从图中可以发现首个出现非单调鱼钩型的1C，就对应该低温下电池适宜的最大放电倍率。

本申请提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的确定电池最大放电倍率的方法的步骤。

本实施例中，利用所述计算机设备在给定的环境温度下，从1个相同的SOC起点，换用不同倍率按照顺序做放电测试，根据所述多条放电曲线的形状，确定所述待测电池的最大放电倍率，避免了将电池放电至截止电压带来的产生过放电的现象，提高了电池低温条件下的寿命和安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，包括：

提供待测电池，在相同的环境温度下，对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池参数，所述环境温度为-40℃至10℃；

根据所述电池参数获取多条放电曲线，每一条放电曲线对应一个放电倍率；

根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率。

2.根据权利要求1所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，所述对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池参数的步骤包括：

按照放电倍率的值，由小到大依次对所述待测电池进行多次恒流放电；

每一次恒流放电至预设电压值，获取每一次恒流放电过程中的电池电压和与其相对应的电池放电容量。

3.根据权利要求2所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，所述根据所述多条放电曲线，确定所述待测电池的最大放电倍率的步骤包括：

按照放电倍率的值，由小到大依次对所述多条放电曲线进行排序；

从完成排序的所述多条放电曲线中，选取首次出现的非单调曲线，则所述非单调曲线对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

4.根据权利要求2所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值相等。

5.根据权利要求2所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，所述预设电压值的范围为1.6V至2.0V。

6.一种确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，包括：

提供待测电池，在相同的环境温度下，对具有相同电荷状态的所述待测电池以不同的放电倍率进行多次恒流放电，得到每一次恒流放电过程中的电池电压，所述环境温度为-40℃至10℃；

根据所述电池电压获得多个电池电压数列；

根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率。

7.根据权利要求6所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，一次恒流放电过程包括：

以预设放电倍率对所述待测电池进行恒流放电至预设电压值；

等时间间隔的获取此恒流放电过程中的电池电压，形成电池电压数列。

8.根据权利要求7所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，所述根据所述多个电池电压数列，确定所述待测电池的最大放电倍率的步骤包括：

按照放电倍率的值，由小到大依次对所述多个电池电压数列进行排序；

从完成排序的所述多个电池电压数列中，选取首次出现的非单调数列，则所述非单调数列对应的放电倍率为所述待测电池的最大放电倍率。

9.根据权利要求7所述的确定电池最大放电倍率的方法，其特征在于，任意相邻的恒流放电过程对应的放电倍率的差值相等，且所述预设电压值的范围为1.6V至2.0V。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的确定电池最大放电倍率的方法的步骤。

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