CN112834933A - 一种电池模组热性能检测方法及装置 - Google Patents

一种电池模组热性能检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电池模组热性能检测方法及装置,涉及动力电池技术领域。该电池模组热性能检测方法,包括:控制高温环境箱内的温度保持预设温度;通过电池充放电测试系统对设置于高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且控制电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;判断电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,温度传感器监测获得的温度值否超过预设温度阈值。通过电池充放电测试系统对设置在高温环境箱内电池模组进行充放电操作,模拟高温环境下的高速行车和快充过程,实现对电池模组热性能的检测,从而为动力电池整车高温试验提供指导。

Description

一种电池模组热性能检测方法及装置
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域,特别涉及一种电池模组热性能检测方法及装置。
背景技术
随着科技的发展,汽车已成为人们日常生活中不可缺少的交通工具;因燃油作为不可再生资源,为了降低燃油的使用量,越来越多的汽车生产厂商逐渐致力于纯电动汽车的研究以及生产。
动力锂离子电池具有一定的工作温度,当环境温度低于电池使用温度下限时,锂离子极化变大,内阻增加,可用能量下降,导致整车续航缩短,极端情况下还会造成负极表面析出金属锂,产生安全隐患;当环境温度高于电池使用温度上限时,锂离子电池始终被高温活化,内部活性锂离子不断被消耗,负极SEI膜不断增厚,导致电池容量下降,循环寿命降低,超高温等极端情况下还会引发电池产生热失控,造成车辆或人员伤害。
因此,验证维持动力锂离子电池的高低温特性,保证其始终在适应的环境温度下工作就变得尤为重要。一般情况下,动力电池系统要经过整车搭载下的高温及高寒试验来检测电池系统高低温性能能否满足设计要求,但整车搭载测试需要等到FP或EP阶段,依赖于整车其他部件,不能单独验证高低温实际工况。同时高温及高寒场地多分布于不同地区,试验周期较长、试验资源占用较大。
发明内容
本发明实施例提供一种电池模组热性能检测方法及装置,用以解决如何最大程度地模拟实际工况对零部件级模组进行热性能检测的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供一种电池模组热性能检测方法,待测试电池模组设置于高温环境箱内,且所述待测试电池模组与电池热管理系统连接,位于高温环境箱外部的电池充放电测试系统与所述待测试电池模组连接,所述方法包括:
控制高温环境箱内的温度保持预设温度;
通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且所述电池模组处于预设放电状态或预设充电状态时,控制所述电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;
判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值。
进一步地,在所述预设放电状态时,所述电池模组具有第一预设电量;
在所述预设充电状态时,所述电池模组具有第二预设电量。
进一步地,所述通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间切换,包括:
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行放电,使所述电池模组达到所述预设放电状态;
所述电池模组静置预设时长;
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行充电,使所述电池模组达到所述预设充电状态;
所述电池模组静置预设时长。
进一步地,所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组充电的过程中:
所述充电的功率为所述预设温度允许的最大充电电流对应的充电功率;
所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组放电的过程中:
所述放电的功率为所述电池模组使用于车辆上时,所述预设温度允许的最大车速对应的放电功率。
进一步地,所述判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,所述温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值之后,所述方法还包括:
若所述温度传感器检测获得的温度值超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能不满足所述预设温度下的超温检测;
若所述温度传感器检测获得的温度值未超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能满足所述预设温度下的超温检测。
本发明实施例还提供一种电池模组热性能检测装置,所述装置包括:
第一控制模块,用于控制高温环境箱内的温度保持预设温度;
第二控制模块,用于通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且所述电池模组处于预设放电状态或预设充电状态时,控制所述电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;
判断模块,用于判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,所述温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值。
进一步地,在所述预设放电状态时,所述电池模组具有第一预设电量;
在所述预设充电状态时,所述电池模组具有第二预设电量。
进一步地,第二控制模块还用于,通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行放电,使所述电池模组达到所述预设放电状态;
所述电池模组静置预设时长;
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行充电,使所述电池模组达到所述预设充电状态;
所述电池模组静置预设时长。
进一步地,所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组充电的过程中:
所述充电的功率为所述预设温度允许的最大充电电流对应的充电功率;
所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组放电的过程中:
所述放电的功率为所述电池模组使用于车辆上时,所述预设温度允许的最大车速对应的放电功率。
进一步地,所述装置还包括:
确定模块,用于若所述温度传感器检测获得的温度值超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能不满足所述预设温度下的超温检测;
若所述温度传感器检测获得的温度值未超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能满足所述预设温度下的超温检测。
本发明实施例还提供一种测试设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的电池模组热性能检测方法。
本发明的有益效果是:
上述方案,通过电池充放电测试系统对设置在高温环境箱内电池模组进行充放电操作,模拟高温环境下的高速行车和快充过程,实现对电池模组热性能的检测,从而为动力电池整车高温试验提供指导。
附图说明
图1表示本发明实施例的电池模组热性能检测方法的流程示意图;
图2表示本发明实施例的电池模组热性能检测系统的结构示意图;
图3表示本发明实施例的电池模组热性能检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对如何最大程度地模拟实际工况对零部件级模组进行热性能检测的问题,提供一种电池模组热性能检测方法及装置。
如图1,本发明实施例提供一种电池模组热性能检测方法,所述方法包括:
步骤11,控制高温环境箱内的温度保持预设温度;
步骤12,通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且所述电池模组处于预设放电状态或预设充电状态时,控制所述电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;
步骤13,判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,所述温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值。
需要说明的是,所述检测方法应用于如图2所示的检测系统中,所述检测系统包括:待测试电池模组、高温环境箱和电池热管理系统。其中,所述待测试电池模组设置于高温环境箱内,且所述待测试电池模组与电池热管理系统连接,位于高温环境箱外部的电池充放电测试系统与所述待测试电池模组连接。所述检测系统还包括:设置在所述电池模组上用于检测所述电池模组温度的温度传感器,以及与所述温度传感器连接的上位机,所述上位机用于监测所述电池模组的温度变化。
本发明实施例通过电池充放电测试系统对设置在高温环境箱内电池模组进行充放电操作,模拟高温环境下的高速行车和快充过程,实现对电池模组热性能的检测,从而为系统级别及整车级别的高温测试提供指导。
需要说明的是,为了最大程度模拟电池模组高温环境下实际情况,将所述待测试电池模组置于高温环境箱内,并通过电池充放电测试系统对电池模组进行充放电操作,具体地,高温环境试验箱环境能提供25-100℃环境温度,电池充放电测试系统可提供2倍与动力电池模组峰值功率的电流。优选地,本发明实施例中,所述高温环境箱的温度设置为45摄氏度,用于模拟高温环境。
进一步地,为了模拟实际工况下的电池模组温度的变化,本发明实施例的所述检测方法还包括:确定用户行驶状态以及整车工况,并根据所述用户行驶状态及整车工况,分解转化为待测电池模组的测试条件及边界,分解转化是以最大车速时对应的功率或最大充电功率为准。
具体地,测试过程由多个阶段组成,其中每个阶段包括两个子阶段,其中第一子阶段对应用户的行驶状态为高速频繁超车,第二子阶段对应用户的行驶状态为服务区大功率快充,与之对应的整车工况分别为最大车速h:80≤h≤120km/h的最大放电功率和快充策略最大能力的最大充电功率。特别地,为了确保电池模组温度不会因为搁置而降低,故在每个阶段之间及每个子阶段之间的间隔时间应尽可能小,优选地,时间间隔小于10min。
在确定检测条件后,则将检测条件应用到本发明实施例的检测系统中,对待检测电池模组进行热性能检测。
具体地,对应与上述的检测条件及边界,所述通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间切换,也就是上述的其中一个阶段,包括:
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行放电,使所述电池模组达到所述预设放电状态;
所述电池模组静置预设时长,优选地,所述预设时长为10分钟;
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行充电,使所述电池模组达到所述预设充电状态;
所述电池模组静置预设时长,优选地,所述预设时长为10分钟。
需要说明的是,在所述预设放电状态时,所述电池模组具有第一预设电量;在所述预设充电状态时,所述电池模组具有第二预设电量,其中所述第一预设电量大于所述第二预设电量。在检测过程中,可以通过检测电池模组的荷电状态作为电池充放电测试系统的切换条件。
优选地,为了确保检测过程的高效,在预设放电状态和预设充电状态进行的检测过程为两次。
进一步需要说明的是,考虑到本发明实施例是对零部件级的电池模组进行检测,故模组的放电功率和充电功率与动力电池的放电功率和充电功率需按占比缩减即电池模组放电功率=(模组电量/整车电量)*最大放电功率,电池模组充电功率=(模组电量/整车电量)*电池系统快充策略。同时,电池热管理系统的各执行策略应同样适用于待检测的电池模组。
具体地,为了模拟实际工况状态,对电池模组进行超温检测,故在充放电过程中采用的功率都是会对电池模组的温度产生极大影响的功率值,所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组充电的过程中:
所述充电的功率为所述预设温度允许的最大充电电流对应的充电功率;
所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组放电的过程中:
所述放电的功率为所述电池模组使用于车辆上时,所述预设温度允许的最大车速对应的放电功率。
具体地,所述判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,所述温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值之后,所述方法还包括:
若所述温度传感器检测获得的温度值超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能不满足所述预设温度下的超温检测;
若所述温度传感器检测获得的温度值未超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能满足所述预设温度下的超温检测。
需要说明的是,若试验过程中待测模组超过规定温度上限阈值,则认为动力电池发生超温,不满足整车行驶工况要求,需调整充放电策略或重新进行热管理设计甚至更换高温性能更好的电芯。
如图3所示,本发明实施例还提供一种电池模组热性能检测装置,所述装置包括:
第一控制模块31,用于控制高温环境箱内的温度保持预设温度;
第二控制模块32,用于通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且所述电池模组处于预设放电状态或预设充电状态时,控制所述电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;
判断模块33,用于判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,所述温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值。
具体地,在所述预设放电状态时,所述电池模组具有第一预设电量;
在所述预设充电状态时,所述电池模组具有第二预设电量。
具体地,第二控制模块32还用于,通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行放电,使所述电池模组达到所述预设放电状态;
所述电池模组静置预设时长;
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行充电,使所述电池模组达到所述预设充电状态;
所述电池模组静置预设时长。
具体地,所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组充电的过程中:
所述充电的功率为所述预设温度允许的最大充电电流对应的充电功率;
所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组放电的过程中:
所述放电的功率为所述电池模组使用于车辆上时,所述预设温度允许的最大车速对应的放电功率。
具体地,所述装置还包括:
确定模块,用于若所述温度传感器检测获得的温度值超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能不满足所述预设温度下的超温检测;
若所述温度传感器检测获得的温度值未超过所述预设温度阈值,则所述待测试电池模组的热性能满足所述预设温度下的超温检测。
需要说明的是,本发明实施例通过电池充放电测试系统对设置在高温环境箱内电池模组进行充放电操作,模拟高温环境下的高速行车和快充过程,实现对电池模组热性能的检测,从而为系统级别及整车级别的高温测试提供指导。
本发明实施例还提供一种测试设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的电池模组热性能检测方法。其中,上述电池模组热性能检测方法的所述实现实施例均适用于该测试设备的实施例中,也能达到同样的技术效果。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电池模组热性能检测方法,其特征在于,待测试电池模组设置于高温环境箱内,且所述待测试电池模组与电池热管理系统连接,位于高温环境箱外部的电池充放电测试系统与所述待测试电池模组连接,所述方法包括:
控制高温环境箱内的温度保持预设温度;
通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且所述电池模组处于预设放电状态或预设充电状态时,控制所述电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;
判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值。
2.根据权利要求1所述的电池模组热性能检测方法,其特征在于,在所述预设放电状态时,所述电池模组具有第一预设电量;
在所述预设充电状态时,所述电池模组具有第二预设电量。
3.根据权利要求1所述的电池模组热性能检测方法,其特征在于,所述通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间切换,包括:
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行放电,使所述电池模组达到所述预设放电状态;
所述电池模组静置预设时长;
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行充电,使所述电池模组达到所述预设充电状态;
所述电池模组静置预设时长。
4.根据权利要求1所述的电池模组热性能检测方法,其特征在于,所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组充电的过程中:
所述充电的功率为所述预设温度允许的最大充电电流对应的充电功率;
所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组放电的过程中:
所述放电的功率为所述电池模组使用于车辆上时,所述预设温度允许的最大车速对应的放电功率。
5.根据权利要求1所述的电池模组热性能检测方法,其特征在于,所述判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,所述温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值之后,所述方法还包括:
若所述温度传感器检测获得的温度值超过所述预设温度阈值,则确定所述待测试电池模组的热性能不满足所述预设温度下的超温检测;
若所述温度传感器检测获得的温度值未超过所述预设温度阈值,则确定所述待测试电池模组的热性能满足所述预设温度下的超温检测。
6.一种电池模组热性能检测装置,其特征在于,待测试电池模组设置于高温环境箱内,且所述待测试电池模组与电池热管理系统连接,位于高温环境箱外部的电池充放电测试系统与所述待测试电池模组连接,所述装置包括:
第一控制模块,用于控制高温环境箱内的温度保持预设温度;
第二控制模块,用于通过电池充放电测试系统对设置于所述高温环境箱内的电池模组进行充放电控制,使所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换;且所述电池模组处于预设放电状态或预设充电状态时,控制所述电池热管理系统分别执行相对应的热冷却方式;
判断模块,用于判断所述电池模组在预设放电状态与预设充电状态之间多次切换后,温度传感器监测获得的温度值是否超过预设温度阈值。
7.根据权利要求6所述的电池模组热性能检测装置,其特征在于,在所述预设放电状态时,所述电池模组具有第一预设电量;
在所述预设充电状态时,所述电池模组具有第二预设电量。
8.根据权利要求6所述的电池模组热性能检测装置,其特征在于,第二控制模块还用于,
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行放电,使所述电池模组达到所述预设放电状态;
所述电池模组静置预设时长;
通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组进行充电,使所述电池模组达到所述预设充电状态;
所述电池模组静置预设时长。
9.根据权利要求6所述的电池模组热性能检测装置,其特征在于,所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组充电的过程中:
所述充电的功率为所述预设温度允许的最大充电电流对应的充电功率;
所述通过所述电池充放电测试系统对所述电池模组放电的过程中:
所述放电的功率为所述电池模组使用于车辆上时,所述预设温度允许的最大车速对应的放电功率。
10.根据权利要求6所述的电池模组热性能检测装置,其特征在于,所述装置还包括:
确定模块,用于若所述温度传感器检测获得的温度值超过所述预设温度阈值,则确定所述待测试电池模组的热性能不满足所述预设温度下的超温检测;
若所述温度传感器检测获得的温度值未超过所述预设温度阈值,则确定所述待测试电池模组的热性能满足所述预设温度下的超温检测。
11.一种测试设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电池模组热性能检测方法。
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