CN112014748B - 一种电芯容量测试的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯容量测试的方法及系统，该方法包括：步骤S10：按照第一预设恒流恒压充电流程对待测电芯进行充电；按照预设恒流放电流程对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯进行放电；按照第二预设恒流恒压充电流程对经过预设恒流放电后的电芯进行充电，并获取充电后的容量，并将获取的电芯容量信息按照预设存储规则储存在对应的预设电芯容量数据库内；步骤S20：按照预设正态性检验算法对所述预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值。本发明通过在保证测试容量准确性的情况下，缩短锂离子电芯测试中放电的时间，从而加快产品的开发，提高生产效率，节约时间成本。

Description

一种电芯容量测试的方法及系统

技术领域

本发明涉及电芯容量检测技术领域，尤其涉及一种电芯容量测试的方法及系统。

背景技术

锂离子电芯(也称电池芯)在出厂之前，通常会按照客户的要求，对电芯容量、电压进行检测及分级。目前厂家都是使用分容柜设备对电芯容量进行分选，采用国际容量检测标准或者企业容量检测标准进行产品加工。锂离子电芯充放电容量测试试验在推荐性国标或企业产品规格书上都有规定，容量测试是锂离子电池的一项重要指标，目前锂离子电池容量测试耗时较长，不利于节约时间成本，不利于提高生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种电芯容量测试的方法及系统，在保证测试容量准确性的情况下，缩短锂离子电芯测试中放电的时间，从而加快产品的开发，提高生产效率，节约时间成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电芯容量测试的方法，包括以下步骤：

步骤S10：按照第一预设恒流恒压充电流程对待测电芯进行充电；按照预设恒流放电流程对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯进行放电；按照第二预设恒流恒压充电流程对经过预设恒流放电后的电芯进行充电，并获取充电后的容量，并将获取的电芯容量信息按照预设存储规则储存在对应的预设电芯容量数据库内；

步骤S20：按照预设正态性检验算法对所述预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值；

步骤S30：按照预设一致性公式对所述步骤S20中的所述标准差和所述平均值进行计算得到变异系数。

进一步地，所述预设恒流放电流程包括第一预设恒流放电流程、第二预设恒流放电流程和第三预设恒流放电流程。

进一步地，所述步骤S10之前还包括：

第一步，设置第一预设截止电压、第一预设开始电流和第一预设截止时间；

第二步，设置第二预设截止电压、第二预设开始电流和第二预设截止时间；第三步，设置第三预设截止电压、第三预设开始电流和第三预设截止时间。

进一步地，所述第一预设截止电压、所述第二预设截止电压和所述第三预设截止电压按照预设梯度递减。

进一步地，所述第一预设开始电流、所述第二预设开始电流和所述第三预设开始电流按照预设逐级递减。

进一步地，所述第二预设截止时间和所述第三预设截止时间相同。

一种电芯容量测试系统，包括：

第一充电模块：用于对待测电芯进行恒流恒压充电；

放电模块：用于对所述第一充电模块充电后的电芯进行恒流放电；

第二充电模块：用于对所述放电模块放电后的电芯进行恒流恒压充电；

获取模块：用于对所述第二充电模块充电后的电芯的容量进行获取；

存储模块：用于将获取模块获取的电芯容量信息进行储存；

运算模块：用于对储存的电芯容量信息进行计算得到变异系数。

进一步地，所述放电模块包括：

第一放电模块：用于对所述第一充电模块充电后的电芯进行所述第一预设恒流放电流程；

第二放电模块：用于对所述第一预设恒流放电流程后的电芯进行所述第二预设恒流放电流程；

第三放电模块：用于对所述第二预设恒流放电流程后的电芯进行所述第三预设恒流放电流程。

本发明有如下优点：

本发明的测试方法可以有效缩短测试中的放电时间，保证测试容量准确性的情况下，加快产品的开发，提高生产效率。

附图说明

图1是实施例一提供的一种电芯容量测试的方法流程图；

图2提供的一种电芯容量测试的方法的预设恒流放电为混合容量的流程图；

图3提供的一种电芯容量测试的方法工步示意图；

图4是预设恒流放电为混合容量、0.2C容量和0.5C容量的箱线图；

图5是预设恒流放电过程开始电流为混合容量测试的电芯容量信息示意图；

图6是预设恒流放电过程开始电流为0.2C容量测试的电芯容量信息示意图；

图7是预设恒流放电过程开始电流为0.5C容量测试的电芯容量信息示意图；

图8是实施例二提供的一种电芯容量测试系统结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。

实施例一

本实施例提供了一种电芯容量测试的方法，如图1和图3所示，本方法包括以下步骤：

步骤S10：按照第一预设恒流恒压充电流程对待测电芯进行充电；按照预设恒流放电流程对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯进行放电；按照第二预设恒流恒压充电流程对经过预设恒流放电后的电芯进行充电，并获取充电后的容量，并将获取的电芯容量信息按照预设存储规则储存在对应的预设电芯容量数据库内；

步骤S20：按照预设正态性检验算法对所述预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值；

步骤S30：按照预设一致性公式对所述步骤S20中的所述标准差和所述平均值进行计算得到变异系数。

预设电芯容量数据库内存储的信息包括平均值、标准差、方差、偏度、峰度、最小值、中位数以及最大值。

预设一致性公式为：变异系数(以下简称COV)＝(标准差/平均值)，COV的值越小，表示测试电芯容量的一致性越好。

在步骤S10之前还包括：

第一步，设置第一预设截止电压、第一预设开始电流和第一预设截止时间；

第二步，设置第二预设截止电压、第二预设开始电流和第二预设截止时间；

第三步，设置第三预设截止电压、第三预设开始电流和第三预设截止时间。

优选地，预设恒流放电过程开始电流采用混合容量的测试流程；

首先按照第一预设恒流恒压充电流程对待测电芯进行充电，化成工步：

休眠，截止时间1min；

第一预设恒流恒压充电，设置的截止电压4.4V，开始电流0.5C，结束电流0.02C，截止时间200min。

其次对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯按照预设恒流放电流程进行放电；

进一步地，参阅图2，预设恒流放电流程包括第一预设恒流放电流程、第二预设恒流放电流程和第三预设恒流放电流程。

进一步地，第一预设截止电压、第二预设截止电压和第三预设截止电压按照预设梯度递减；

进一步地，第一预设开始电流、第二预设开始电流和第三预设开始电流按照预设逐级递减；

进一步地，第二预设截止时间和第三预设截止时间相同。

具体地，按照预设恒流放电流程对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯进行放电，化成工步：

休眠，1min；

第一预设恒流放电，设置第一预设截止电压3.1V，第一预设开始电流0.7C，第一预设截止时间90min；

休眠，1min；

第二预设恒流放电，设置第二预设截止电压3.05V，第二预设开始电流0.5C，第二预设截止时间10min；

休眠，1min；

第三预设恒流放电，设置第三预设截止电压3V，第三预设开始电流0.2C，第三预设截止时间10min。

最后对经过预设恒流放电后的电芯按照第二预设恒流恒压充电流程进行再次充电，化成工步：

休眠，1min；

第二预设恒流恒压充电，设置截止电压3.95V，开始电流0.5C，结束电流0.02C，截止时间200min；

休眠，5min；

结束；

请参阅图5，电芯容量测试的方法中预设恒流放电过程开始电流采用混合容量时，通过本发明电芯容量测试的方法测试得到预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差为12.5，平均值为2616.55，根据预设一致性公式，可以得到COV的值为0.0048。

优选地，预设恒流放电过程开始电流为0.2C容量的测试流程，化成工步为：

a、休眠，1min；

b、恒流恒压充电，设置截止电压4.4V，开始电流0.5C，结束电流0.02C，截止时间200min；

c、休眠，1min；

d、恒流放电，设置截止电压3V，开始电流0.2C，截止时间360min；

e、休眠，1min；

f、恒流恒压充电，设置截止电压3.95V，开始电流0.5C，结束电流0.02C，截止时间200min；

g、休眠，5min；

h、结束；

请参阅图6，电芯容量测试的方法中预设恒流放电过程开始电流为0.2C容量时，通过本发明电芯容量测试的方法测试得到预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差为18.8，平均值为2614.15，根据预设一致性公式，可以得到COV的值为0.0072。

预设恒流放电过程开始电流为0.5C容量的测试流程，化成工步为：

a、休眠，1min；

b、恒流恒压充电，设置截止电压4.4V，开始电流0.5C，结束电流0.02C，截止时间200min；

c、休眠，1min；

d、恒流放电，设置截止电压3V，开始电流0.5C，截止时间130min；

e、休眠，1min；

f、恒流恒压充电，设置截止电压3.95V，开始电流0.5C，结束电流0.02C，截止时间200min；

g、休眠，5min；

h、结束；

请参阅图7，电芯容量测试的方法中预设恒流放电过程开始电流为0.5C容量时，通过本发明电芯容量测试的方法测试得到预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差为15.3，平均值为2586.37，根据预设一致性公式，可以得到COV的值为0.0059。

在预设恒流放电流程中采用混合容量作为开始电流的放电时间相比于采用0.5C容量作为开始电流的放电时间可以缩短20min，相比于采用0.2C容量作为开始电流的放电时间缩短250min。

实验者将同一批电芯，放在相同的环境和同一设备下，通过本发明电芯容量测试的方法，在预设恒流放电过程中开始电流设置为混合容量、0.2C容量和0.5C容量，对三种测试流程分别进行测试得出待测电芯的容量，并将获取的电芯容量信息按照预设存储规则储存在对应的预设电芯容量数据库内；再按照预设正态性检验算法对预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值；最后按照预设一致性公式对标准差和所述平均值进行计算得到COV的值，根据COV的值来判断预设恒流放电过程开始电流采用哪一种容量一致性更好。

参阅图4至图7，基于Anderson-Darling的预设正态性检验算法，对预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值，如下实验数据，预设恒流放电过程开始电流分别为0.5C容量、混合容量和0.2C容量时通过预设一致性公式计算预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值得到对应的COV的值，如表1所示。

表1 0.5C容量、混合容量、0.2C容量测试结果

分容工步	平均值	标准差	COV
				0.5C容量	2586.37	15.3	0.0059
混合容量	2616.55	12.5	0.0048
				0.2C容量	2614.15	18.8	0.0072

通过本申请电芯容量测试的方法，再对比COV的值，可知预设恒流放电过程开始电流采用混合容量时的一致性最好，因此，在本申请电芯容量测试的方法的基础上，预设恒流放电过程的开始电流采用混合容量的测试结果一致性最好，且该混合容量为最优的实施方式。

本发明容量测试方法中预设恒流放电过程开始电流采用混合容量测得的平均值分别高于0.2C容量测试流程和0.5C容量测试流程的平均值；混合容量COV的值分别小于0.2C容量测试流程和0.5C容量测试流程的COV值，表示通过本发明电芯容量的测试方法中预设恒流放电流程开始电流采用混合容量的一致性更好；在预设恒流放电流程开始电流采用混合容量中放电时间相比于0.5C容量测试的放电时间可以缩短20min，相比于0.2C容量测试的放电时间可以缩短250min，在保证测试容量准确性的情况下，可以有效缩短测试中的放电时间，从而加快产品的开发，提高生产效率。

实施例二

本实施例提供了一种电芯容量测试系统，如图8所示，本系统包括：

第一充电模块11：用于对待测电芯进行恒流恒压充电；

放电模块：用于对所述第一充电模块11充电后的电芯进行恒流放电；

第二充电模块15：用于对所述放电模块放电后的电芯进行恒流恒压充电。

首先，通过第一充电模块11按照第一预设恒流恒压充电流程对待测电芯进行充电；

获取模块16：用于对所述第二充电模块15充电后的电芯的容量进行获取；

存储模块17：用于将获取模块16获取的电芯容量信息进行储存；

运算模块31：用于对储存的电芯容量信息进行计算得到变异系数。

进一步地，所述放电模块包括：

第一放电模块12：用于对所述第一充电模块11充电后的电芯进行所述第一预设恒流放电流程；

第二放电模块13：用于对所述第一预设恒流放电流程后的电芯进行所述第二预设恒流放电流程；

第三放电模块14：用于对所述第二预设恒流放电流程后的电芯进行所述第三预设恒流放电流程。

其次通过放电模块按照预设恒流放电流程对充电后的电芯进行放电，放电模块包括第一放电模块12、第二放电模块13和第三放电模块14，具体地，通过第一放电模块12按照第一预设恒流放电流程对充电后的电芯进行放电；通过第二放电模块13按照第二预设恒流放电流程对经过第一预设恒流放电流程后的电芯进行再次放电；通过第三放电模块14按照第三预设恒流放电流程对经过第二预设恒流放电流程后的电芯进行最后放电，最后通过第二充电模块15按照第二预设恒流恒压充电流程对经过第三预设恒流放电流程后的电芯进行充电。

通过获取模块16获取经过第三预设恒流放电流程后的电芯充电后的容量，并通过存储模块17将获取的电芯容量信息按照预设存储规则储存在对应的预设电芯容量数据库内；通过运算模块31，按照预设正态性检验算法对预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值；按照预设一致性公式对标准差和平均值进行计算得到变异系数。

本系统，结合上述电芯容量测试的方法，保证测试容量准确性的情况下，可以有效缩短测试中的放电时间，从而加快产品的开发，提高生产效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种电芯容量测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：按照第一预设恒流恒压充电流程对待测电芯进行充电；按照预设恒流放电流程对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯进行放电；按照第二预设恒流恒压充电流程对经过预设恒流放电后的电芯进行充电，并获取充电后的容量，并将获取的电芯容量信息按照预设存储规则储存在对应的预设电芯容量数据库内；

所述预设恒流放电流程包括第一预设恒流放电流程、第二预设恒流放电流程和第三预设恒流放电流程；

所述步骤S10之前还包括：

第一步，设置第一预设截止电压、第一预设开始电流和第一预设截止时间；

第二步，设置第二预设截止电压、第二预设开始电流和第二预设截止时间；

第三步，设置第三预设截止电压、第三预设开始电流和第三预设截止时间；

所述第一预设截止电压、所述第二预设截止电压和所述第三预设截止电压按照预设梯度递减；

所述第一预设开始电流、所述第二预设开始电流和所述第三预设开始电流按照预设逐级递减；

所述第二预设截止时间和所述第三预设截止时间相同；

所述步骤S10中，按照预设恒流放电流程对经过第一预设恒流恒压充电后的电芯进行放电，包括：

进入第一预设恒流放电流程，并根据设置的第一预设截止电压、第一预设开始电流和第一预设截止时间进行放电；

进入第二预设恒流放电流程，并根据设置的第二预设截止电压、第二预设开始电流和第二预设截止时间进行放电；

进入第三预设恒流放电流程，并根据设置的第三预设截止电压、第三预设开始电流和第三预设截止时间进行放电；

步骤S20：按照预设正态性检验算法对所述预设电芯容量数据库内的电芯容量信息进行计算得到该预设电芯容量数据库内电芯的容量的标准差和平均值；

步骤S30：按照预设一致性公式对所述步骤S20中的所述标准差和所述平均值进行计算得到变异系数。

2.一种根据权利要求1所述的电芯容量测试方法的电芯容量测试系统，其特征在于，包括：

第一充电模块：用于对待测电芯进行恒流恒压充电；

放电模块：用于对所述第一充电模块充电后的电芯进行恒流放电；

所述放电模块包括：

第一放电模块：用于对所述第一充电模块充电后的电芯进行所述第一预设恒流放电流程；

第二放电模块：用于对所述第一预设恒流放电流程后的电芯进行所述第二预设恒流放电流程；

第三放电模块：用于对所述第二预设恒流放电流程后的电芯进行所述第三预设恒流放电流程；

第二充电模块：用于对所述放电模块放电后的电芯进行恒流恒压充电；

获取模块：用于对所述第二充电模块充电后的电芯的容量进行获取；

存储模块：用于将获取模块获取的电芯容量信息进行储存；

运算模块：用于对储存的电芯容量信息进行计算得到变异系数。

Images