CN113281658B - 判定电池在测试过程中超温原因的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种判定电池在测试过程中超温原因的方法，其特征是：待测电池与测试设备连接；测量待测电池R；在待测电池的侧壁上粘上热电偶；当测试过程中测试电池出现超温报警时，则要进行测试电池及电池与测试设备连接部位的内阻测量；判断测试设备的连接部位是否异常，测量测试外电路内阻，内阻记为R2，若R2‑R1＜0.03mΩ，则判定测试设备的电池各点连接处牢固，不会导致待测电池过程超温；若R2‑R1≥0.03mΩ，则判定电池与测试设备各点连接处存在问题，导致电池循环过程超温。有益效果：本发明可以在不停止电池循环测试的前提下，对测试过程中发生超温或者温度异常时，可以快速、有效的判定电池出现超温现象的原因。

Description

判定电池在测试过程中超温原因的方法
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种判定电池在测试过程中超温原因的方法。
背景技术
目前锂离子电池在我们的日常生活中占据着越来越重要的地位，为了让消费者使用安全可靠、性能达标的电池，电池厂在研发电池的过程中会对电池进行非常全面而又严苛的试验进行测试，其中人们关注比较多的就是循环寿命测试。目前，动力电池的寿命是动力电池的重要性能指标，而动力电池领域中普遍认为当电池容量下降到额定容量的80％后将不能再用在电动汽车上。为了研究动力电池的寿命，当前一般通过模型法进行测试，具体地通过设置极端条件，如大电流、高温、低温，对电池进行加速寿命测试，该与动力电池安装于电动汽车运行时的状况出入较大，检测结果不准确，与实际的动力电池寿命相差甚远，因此，测试的有效性较差。授权公告号为CN105425156A的专利文献公开了一种动力电池循环寿命测试方法，包括：测试温度25℃、0.5C充电、1C放电、放电深度为100％时的容量初始值Q0；测试不同温度对容量衰减速率的温度影响值、不同充电电流对所述容量衰减速率的充电电流影响值、不同放电电流对所述容量衰减速率的放电电流影响值、不同放电深度对所述容量衰减速率的放电深度影响值；确定动力电池容量衰减的容量目标值；建立动力电池容量衰减的模型；计算充电时动力电池的循环次数和放电时动力电池的循环次数。
在循环寿命测试中针对不同温度的循环测试也是测试的关键环节，例如10℃，25℃，45℃，60℃，在测试过程中通过检测电池容量保持率、内阻变化、温度变化来不断的优化电池设计方案。授权公开号为CN106885990A的专利文献公开了一种基于环境温度的电池循环寿命测试方法。本发明的测试方法通过统计特定地区全年的历史日均温度并据此划分温度区间；然后根据各温度区间内的天数获得各温度区间占全年的时间比例；同时根据各温度区间获得电池循环寿命测试的温度循环工况，进而根据温度循环工况确定电池在当前温度循环工况下的充放电倍率；最后根据占全年的时间比例、温度循环工况和在当前温度循环工况的充放电倍率对电池进行测试，获得电池的循环寿命。
利用测试设备对动力电池进行循环寿命测试时，会出现电池超温的现象(电池表面温度超过了设置保护温度便有测试报警)，出现电池超温的原因一是电池本身(是循环寿命测试的目的)另一种是测试设备与电池连接处出现的温升。如何准确地判断出现温升的原因，并快速地排查测试过程中导致超温的原因是生产厂家亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种判定电池在测试过程中超温原因的方法，在不停止电池循环测试的前提下，有效判定电池循环测试中超温问题原因，提高测试效率与测试准确性，使测试更加准确地反映实际使用的情况。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种判定电池在测试过程中超温原因的方法，其特征是：具体步骤如下：
一、电池与测试设备连接：电池的正、负极的输出端极柱通过激光焊分别与电池连接片固接，构成电池正极连接片和电池负极连接片，将测试设备正极输出端与电池正极连接片用螺丝连接，测试设备负极输出端与电池负极连接片用螺丝连接；
二、测量电池：用交流电压内阻表测量电池的电压内阻，判断电压内阻是否符合电池要求，电池初始内阻记为R；
三、在电池的侧壁上粘上热电偶，用来监测电池在测试过程中的温度变化；
四、电池的循环寿命测试：打开电池测试设备进行充放电测试；
五、当测试过程中测试电池出现超温报警时，则要进行测试电池及电池与测试设备的连接部位的内阻测量；
六、判断测试设备的连接部位是否异常，导致电池循环过程超温：
1)用交流电压内阻表测量测试中的电池内阻记为R1，和电池的初始内阻R比较是否有增加，如果R1没有增加则说明电池没有问题；
2)用交流电压内阻表测量测试外电路内阻，内阻记为R2(R2为设备正极输出端与电池正极连接片连接处的内阻R3以及测试设备负极输出端与电池负极连接片连接处的内阻R4以及测试中的电池内阻R1之和，即R2＝R3+R4+R1；
3)通过测量的测试电池内阻R1及测试外电路的内阻R2数据，判定测试设备的连接部位是否存在问题：
若R2-R1＜0.03mΩ，则判定测试设备的电池各点连接处牢固，不会导致电池过程超温；
若R2-R1≥0.03mΩ，则判定测试设备的电池各点连接处存在问题，
导致电池循环过程超温。
所述测试设备正极输出端与负极输出端采用紫铜板分别与电池连接片固接，其另一端与测试设备导线固接。
所述测试设备采用Arbin电池测试系统。
有益效果：与现有技术相比，本发明的方法可以在不停止电池循环测试的前提下，能够快速的对测试过程中发生超温或者温度异常时，可以有效判定电池出现超温现象的原因，即，属于电池自身原因，还是测试各个连接点的连接问题。即可提高测试效率与测试准确性，使测试更加准确的反应出实际使用的情况。
附图说明
图1是电池与测试设备的连接结构示意图；
图2是电池连接后的等效电路原理图。
图中：1、动力电池，2、电池正极连接片，3、测试设备正极输出端与电池正极连接片用螺丝，4测试设备的正极输出端、5、测试设备的正极导线，6、电池负极连接片，7、测试设备负极输出端与电池负极连接片用螺丝，8、测试设备的负极输出端，9、测试设备的负极导线。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
在本发明的各实施例中，为了便于描述而非限制本发明，本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
详见附图，本发明提供了一种判定电池在测试过程中超温原因的方法，其特征是：具体步骤如下：
一、电池与测试设备连接：电池的正、负极的输出端极柱通过激光焊分别与电池连接片固接，构成电池正极连接片和电池负极连接片，将测试设备正极输出端与电池正极连接片用螺丝连接，测试设备负极输出端与电池负极连接片用螺丝连接；
二、测量电池：用交流电压内阻表测量电池的电压内阻，判断电压内阻是否符合电池要求，电池初始内阻记为R；
三、在电池的侧壁上粘上热电偶，用来监测电池在测试过程中的温度变化；
四、电池的循环寿命测试：打开电池测试设备进行充放电测试；
五、当测试过程中测试电池出现超温报警时，则要进行测试电池及电池与测试设备连接部位的内阻测量；
六、判断测试设备的连接部位是否异常，导致电池循环过程超温：
1)用交流电压内阻表测量测试电池内阻记为R1，和电池的初始内阻R比较是否有增加，如果R1没有增加则说明电池没有问题；
2)用交流电压内阻表测量测试外电路内阻，内阻记为R2(R2为设备正极输出端与电池正极连接片连接处的内阻R3以及测试设备负极输出端与电池负极连接片连接处的内阻R4以及测试中的电池内阻R1之和，即R2＝R3+R4+R1；
3)通过测量的测试电池内阻R1及测试外电路的内阻R2数据，判定测试设备的连接部位是否存在问题：
若R2-R1＜0.03mΩ，则判定测试设备的电池各点连接处牢固，不会导致电池过程超温；
若R2-R1≥0.03mΩ，则判定测试设备的电池各点连接处存在问题，
导致电池循环过程超温。
本发明所述测试设备正极输出端与负极输出端采用紫铜板分别与电池连接片固接，其另一端与测试设备导线固接。
本发明所述电池测试设备采用Arbin电池测试系统。
实施例
一、详见附图1，本实施例的测试设备与电池连接结构是：测试过程中的动力电池1的正、负极输出端分别通过激光焊接有电池正极连接片2和电池负极连接片6，测试设备的正、负极输出端4、8分别采用紫铜板，并分别用螺栓与电池正极连接片2和电池负极连接片6固接，测试设备的正、负极输出端另一端与测试设备的正、负极导线5、9固接，
二、用交流内阻表(频率＝1000HZ)测试位置2、6间电压内阻，记录测试中的电池内阻为R1，R1＝0.1245mΩ；
三、用交流电压内阻表测量位置5、9间测试外电路内阻记为R2(包含了设备正极输出端与电池正极连接片连接处的内阻R3以及测试设备负极输出端与电池负极连接片连接处的内阻R4以及测试电池内阻R1之和)，R2＝0.0286mΩ。
按照上述方法，测试了不同型号电池以及相同电池在不同循环阶段的R1与R2,以及在测试的时候的温升状态，见表1。
总结以下规律：当R2-R1<0.03mΩ时，不会发生电池超温或温度异常的情况。
本发明工作原理
在充放电过程中，产热功率P＝I2*R2(其中I为充放电过程中的电流大小，R2为电池内阻及正极连接处内阻及负极连接处内阻之和)。当外电路内阻R2增大时则会导致产热功率P增大，电池就会发生超温现象。
在本发明中，当电池发生超温现象后，通过排除外电路内阻之一的电池内阻R1增大的原因，则可判定是由电池连接内阻R2-R1导致的。
每款电池都有对应的规格书，具体指的是规格书对电池内阻要求。(不同电池的内阻要求不同)
表1测试数据
R1 R2 R2-R1 温升
测试1 0.1245 0.1531 0.0286 正常
测试2 0.1291 0.1590 0.0299 正常
测试3 0.1372 0.1671 0.0299 正常
测试4 0.1466 0.1763 0.0297 正常
测试5 0.1572 0.1846 0.0274 正常
测试6 0.1922 0.2220 0.0298 正常
测试7 0.1802 0.2079 0.0277 正常
测试8 0.2566 0.2275 0.0291 正常
测试9 0.2924 0.2633 0.0291 正常
测试10 0.2926 0.3215 0.0289 正常
测试11 0.1271 0.1596 0.0325 超温
测试12 0.1371 0.1692 0.0321 超温
测试13 0.1430 0.1746 0.0316 超温
测试14 0.1877 0.3111 0.1234 超温
测试15 0.1899 0.2687 0.0788 超温
测试16 0.1962 0.2557 0.0595 超温
测试17 0.2162 1.2423 1.0261 超温
测试18 0.2481 0.2797 0.0316 超温
测试19 0.2828 0.3321 0.0493 超温
测试20 0.3466 1.3722 1.0256 超温
本专利能够快速的对测试过程中发生超温或者温度异常的电池进行判定，是否由于连接问题所导致，还是电池自身原因。
本专利适用于所有动力电池测试，包括软包，方形，圆形。
上述参照实施例对该一种判定电池在测试过程中超温原因的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种判定电池在测试过程中超温原因的方法，其特征是：具体步骤如下：
一、电池与测试设备连接：电池的正、负极的输出端极柱通过激光焊分别与电池连接片固接，构成电池正极连接片和电池负极连接片，将测试设备正极输出端与电池正极连接片用螺丝连接，测试设备负极输出端与电池负极连接片用螺丝连接；
二、测量电池：用交流电压内阻表测量电池的电压内阻，判断电压内阻是否符合电池要求，电池初始内阻记为R；
三、在电池的侧壁上粘上热电偶，用来监测电池在测试过程中的温度变化；
四、电池的循环寿命测试：打开电池测试设备进行充放电测试；
五、当测试过程中待测电池出现超温报警时，则要进行待测电池及待测电池与测试设备连接部位的内阻测量；
六、判断待测电池与测试设备的连接部位是否异常，导致待测电池循环寿命测试过程超温：
1）用交流电压内阻表测量待测电池内阻记为R1和电池的初始内阻R比较是否有增加，如果R1没有增加则说明电池没有问题;
2）用交流电压内阻表测量测试外电路的内阻，测试外电路的内阻记为R2，R2为测试设备正极输出端与电池正极连接片连接处的内阻R3以及测试设备负极输出端与电池负极连接片连接处的内阻R4以及测试中的电池内阻R1之和，即R2=R3+R4+R1；
3）通过测量的待测电池内阻R1及测试外电路的内阻R2数据，判定待测电池与测试设备的连接部位是否存在问题；
若R2-R1＜0.03mΩ，则判定测试设备与待测电池各点连接处牢固，不会导致待测电池循环寿命测试过程超温；
若R2-R1≥0.03mΩ，则判定测试设备与待测电池各点连接处存在问题，导致待测电池循环寿命过程超温。
2.根据权利要求1所述的判定电池在测试过程中超温原因的方法，其特征是：所述测试设备正极输出端与负极输出端采用紫铜板分别与正极连接片和负极连接片固接，测试设备的正，负极输出端的另一端与测试设备的正、负极导线固接。
3.根据权利要求1或2所述的判定电池在测试过程中超温原因的方法，其特征是：所述测试设备采用Arbin电池测试系统。
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