CN112649743A - 一种适用于生产的电池系统测试方法 - Google Patents

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毛俊鑫
李国辉
路程祥
鲁群
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Abstract

本发明公开了一种适用于生产的电池系统测试方法，具体包括以下步骤：S1、采用阶梯充放电形式对电池系统进行充放电循环测试；S2、将步骤S2中放电后的电池系统静置5min后，利用恒流充电至50％SOC；S3、在50％SOC处对电池系统进行HPPC试验，测试电池系统直流内阻特性：用2C倍率脉冲放电，持续10s，搁置40s，然后用1.5C的电流进行脉冲充电，持续10s，由欧姆定律得出锂离子电池的放电欧姆内阻Ro、放电极化内阻Rp、和放电总内阻Rd，同理可以计算得到充电内阻Rc，然后计算50％SOC状态下的充放电功率，本发明涉及电池系统测试技术领域。该适用于生产的电池系统测试方法，能够在满足电性能测试的前提下，节省测试时间，提高测试效率，实用性更强。

Description

一种适用于生产的电池系统测试方法
技术领域
本发明涉及电池系统测试技术领域，具体为一种适用于生产的电池系统测试方法。
背景技术
近年来，新能源产业在政策的扶持下迅速发展，资本投资力度加大，企业迅速布局，锂电池兼具高比能量，长循环寿命以及环境友好等优点，正在被快速应用到汽车领域。车用锂电池由单体电芯组合成模组，模组组成电池包，电池包组成电池系统，电池系统电压高、容量大，在进行系统电性能测试时对电量需求量较大，且时间较长。
锂电池系统在生产过程中需要进行电性能测试，验证系统的电性能是否满足设计要求，其中包括系统的电量验证、容量验证及直流内阻的测试，故需设计一套合理的测试方案，用于生产，在满足电性能测试的前提下，节省测试时间，提高测试效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于生产的电池系统测试方法，解决了电池系统电压高、容量大，在进行系统电性能测试时对电量需求量较大，且时间较长的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种适用于生产的电池系统测试方法，具体包括以下步骤：
S1、采用阶梯充放电形式对电池系统进行充放电循环测试：将电池系统静置5min后，进行阶梯恒流充电，再静置10min后，进行阶梯恒流放电；
S2、将步骤S2中放电后的电池系统静置5min后，利用恒流充电至50％SOC；
S3、在50％SOC处对电池系统进行HPPC试验，测试电池系统直流内阻特性：用2C倍率脉冲放电，持续10s，搁置40s，然后用1.5C的电流进行脉冲充电，持续10s，由欧姆定律得出锂离子电池的放电欧姆内阻Ro、放电极化内阻Rp、和放电总内阻Rd，计算公式为：
Figure BDA0002762548100000021
Figure BDA0002762548100000022
Figure BDA0002762548100000023
同理可以计算得到充电内阻Rc，然后根据OCV和HPPC测试得到的直流内阻DCIR数据，再后利用公式
放电功率＝Vmin*(OCV-Vmin)/Rd
充电功率＝Vmax*(Vmax-OCV)/Rc
计算50％SOC状态下的充放电功率。
优选的，所述步骤S1中阶梯恒流充电参数如下：
当电流在0.5C-0.7C范围内时，最大单体电压为3.55V；
当电流在0.2C-0.25C范围内时，最大单体电压为3.65V；
当电流在0.05C-0.1C范围内时，最大单体电压为3.7V。
优选的，所述步骤S1中阶梯恒流放电参数如下：
当电流为1C时，最小单体电压为2.9V；
当电流为0.5C时，最小单体电压为2.6V；
当电流为0.1C时，最小单体电压为2.5V。
优选的，所述步骤S4中Vmin指的是放电最低截止电压，Vmax指的是充电最高截止电压。
优选的，电池系统生产车间为恒温25℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种适用于生产的电池系统测试方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该适用于生产的电池系统测试方法，通过S1、采用阶梯充放电形式对电池系统进行充放电循环测试：将电池系统静置5min后，进行阶梯恒流充电，再静置10min后，进行阶梯恒流放电；S2、将步骤S2中放电后的电池系统静置5min后，利用恒流充电至50％SOC；S3、在50％SOC处对电池系统进行HPPC试验，测试电池系统直流内阻特性：用2C倍率脉冲放电，持续10s，搁置40s，然后用1.5C的电流进行脉冲充电，持续10s，由欧姆定律得出锂离子电池的放电欧姆内阻Ro、放电极化内阻Rp、和放电总内阻Rd，同理可以计算得到充电内阻Rc，然后根据OCV和HPPC测试得到的直流内阻DCIR数据，再计算50％SOC状态下的充放电功率，能够在满足电性能测试的前提下，节省测试时间，提高测试效率，实用性更强。
附图说明
图1为本发明HPPC测试脉冲电流随时间变化图；
图2为本发明HPPC测试电池电压随时间变化图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种适用于生产的电池系统测试方法，具体包括以下步骤：
来料电芯基本参数如下表：
Figure BDA0002762548100000041
电池系统基本参数如下表：
Figure BDA0002762548100000042
Figure BDA0002762548100000051
S1、采用阶梯充放电形式对电池系统进行充放电循环测试：将电池系统静置5min后，进行阶梯恒流充电，再静置10min后，进行阶梯恒流放电，具体流程如下：
Figure BDA0002762548100000052
Figure BDA0002762548100000061
S2、将步骤S2中放电后的电池系统静置5min后，利用恒流充电至50％SOC；
S3、在50％SOC处对电池系统进行HPPC试验，测试电池系统直流内阻特性：用2C倍率脉冲放电，持续10s，搁置40s，然后用1.5C的电流进行脉冲充电，持续10s，由欧姆定律得出锂离子电池的放电欧姆内阻Ro、放电极化内阻Rp、和放电总内阻Rd，计算公式为：
Figure BDA0002762548100000071
Figure BDA0002762548100000072
Figure BDA0002762548100000073
同理可以计算得到充电内阻Rc，然后根据OCV和HPPC测试得到的直流内阻DCIR数据，再利用公式：
放电功率＝Vmin*(OCV-Vmin)/Rd
充电功率＝Vmax*(Vmax-OCV)/Rc
计算50％SOC状态下的充放电功率。
本发明实施例中，步骤S1中阶梯恒流充电参数如下：
当电流在0.5C-0.7C范围内时，最大单体电压为3.55V；
当电流在0.2C-0.25C范围内时，最大单体电压为3.65V；
当电流在0.05C-0.1C范围内时，最大单体电压为3.7V。
本发明实施例中，步骤S1中阶梯恒流放电参数如下：
当电流为1C时，最小单体电压为2.9V；
当电流为0.5C时，最小单体电压为2.6V；
当电流为0.1C时，最小单体电压为2.5V。
本发明实施例中，步骤S4中Vmin指的是放电最低截止电压，Vmax指的是充电最高截止电压。
本发明实施例中，电池系统生产车间为恒温25℃。
实施案例对比
原测试方案采用恒流恒压充电、恒流放电的形式，具体流程如下：
Figure BDA0002762548100000081
Figure BDA0002762548100000091
对比充放电时间、充电电量、放电电量及能量效率可知，电性能基本一致，现方案比原方案测试时间节省约18min，提高了生产现场效率。
Figure BDA0002762548100000092
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种适用于生产的电池系统测试方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、采用阶梯充放电形式对电池系统进行充放电循环测试：将电池系统静置5min后，进行阶梯恒流充电，再静置10min后，进行阶梯恒流放电；
S2、将步骤S2中放电后的电池系统静置5min后，利用恒流充电至50％SOC；
S3、在50％SOC处对电池系统进行HPPC试验，测试电池系统直流内阻特性：用2C倍率脉冲放电，持续10s，搁置40s，然后用1.5C的电流进行脉冲充电，持续10s，由欧姆定律得出锂离子电池的放电欧姆内阻Ro、放电极化内阻Rp、和放电总内阻Rd，计算公式为：
Figure FDA0002762548090000011
Figure FDA0002762548090000012
Figure FDA0002762548090000013
同理可以计算得到充电内阻Rc，然后根据OCV和HPPC测试得到的直流内阻DCIR数据，再后利用公式
放电功率＝Vmin*(OCV-Vmin)/Rd
充电功率＝Vmax*(Vmax-OCV)/Rc
计算50％SOC状态下的充放电功率。
2.根据权利要求1所述的一种适用于生产的电池系统测试方法，其特征在于：所述步骤S1中阶梯恒流充电参数如下：
当电流在0.5C-0.7C范围内时，最大单体电压为3.55V；
当电流在0.2C-0.25C范围内时，最大单体电压为3.65V；
当电流在0.05C-0.1C范围内时，最大单体电压为3.7V。
3.根据权利要求1所述的一种适用于生产的电池系统测试方法，其特征在于：所述步骤S1中阶梯恒流放电参数如下：
当电流为1C时，最小单体电压为2.9V；
当电流为0.5C时，最小单体电压为2.6V；
当电流为0.1C时，最小单体电压为2.5V。
4.根据权利要求1所述的一种适用于生产的电池系统测试方法，其特征在于：所述步骤S4中Vmin指的是放电最低截止电压，Vmax指的是充电最高截止电压。
5.根据权利要求1所述的一种适用于生产的电池系统测试方法，其特征在于：电池系统生产车间为恒温25℃。
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CN110518302A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 蜂巢能源科技有限公司 电池管理系统及其电池剩余充电时间的确定方法与装置
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