CN113640676A - 一种测试电芯自放电的方法与系统 - Google Patents

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    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • G01R31/388—Determining ampere-hour charge capacity or SoC involving voltage measurements

Abstract

本发明公开了一种测试电芯自放电的方法与系统，涉及电芯自放电领域，其通过获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；获取第一、第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；根据第一、第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一、第二预设时间点电芯对应的补偿电压；根据第一、第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。解决了目前电芯自放电速率的测试方法中由于没有考虑电芯表面温度的差异对电芯开路电压的影响导致测试出来的电芯自放电速率不精准的问题。

Description

一种测试电芯自放电的方法与系统
技术领域
本发明涉及电芯自放电领域，尤其涉及一种测试电芯自放电的方法与系统。
背景技术
目前锂电池在类似于笔记本,数码相机,数码摄像机等各种数码设备中的使用越来越广泛,另外,在汽车,移动基站,储能电站等当中也有广阔的前景。在这种情况下,电池的使用不再像手机中那样单独出现,而更多是以串联或并联的电池组的形式出现。电池组的容量和寿命不仅与每一个单个电池有关,更与每个电池之间的一致性有关。自放电的一致性是影响因素的一个重要部分，自放电大的电芯对电芯安全性有重要影响，尤其是串联组合电芯，自放电不一致的电池在一段时间储存之后荷电状态会发生较大的差异，会极大地影响它的容量和安全性。
而目前电芯自放电速率的测试方法中，并没有考虑电芯表面温度的差异对电芯开路电压的影响，导致测试出来的电芯自放电速率不精准，降低了电芯之间的一致性，从而影响到了电芯的容量与安全性。
发明内容
为了降低产品的不良率提高电芯的使用寿命，本发明通过各电芯的实测开路电压得到温度系数，通过温度系数获取到电芯的补偿电压，解决了目前电芯自放电速率的测试方法中，由于没有考虑电芯表面温度的差异对电芯开路电压的影响，导致测试出来的电芯自放电速率不精准的问题，本发明提供了一种测试电芯自放电的方法，包括步骤：
S1：获取自放电速率符合预设标准速率的若干个电芯，并将各电芯充电至预设电量；
S2：获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；
S3：获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；
S4：根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压；
S5：根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。
进一步地，所述步骤S5后还包括步骤：
S6：根据电芯的自放电速率筛选出符合预设标准放电速率的电芯并标注合格。
进一步地，所述步骤S2中，根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数的具体方法为：
获取各预设温度下，同一温度各电芯实测开路电压的电压平均值；
根据各预设温度下的电压平均值绘制开路电压拟合图，并根据拟合图对应的拟合公式得到温度系数。
进一步地，所述步骤S4中补偿电压的获取公式为：
V补偿＝(T标准-T表面)×θ+V实测；
式中，T标准为预设标准温度，T表面为电芯表面温度，θ为温度系数，V实测为各预设时间点电芯对应的实测开路电压，V补偿为电芯的补偿电压。
进一步地，所述步骤S5中自放电速率的获取公式为：
Figure BDA0003128525830000021
式中，t0为第一预设时间点，t1为第二预设时间点，
Figure BDA0003128525830000022
为第一预设时间点电芯的补偿电压，
Figure BDA0003128525830000023
为第二预设时间点电芯的补偿电压，K为电芯的自放电速率。
本发明还提出了一种测试电芯自放电的系统，包括：
电芯获取模块，获取自放电速率符合预设标准速率的若干个电芯，并将各电芯充电至预设电量；
温度系数模块，获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；
实测电压模块，获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；
补偿电压模块，根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压；
自放电速率模块，根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。
进一步地，所述系统还包括判定模块，用于根据电芯的自放电速率筛选出符合预设标准放电速率的电芯并标注合格。
进一步地，所述温度系数模块中，根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数的具体步骤为：获取各预设温度下，同一温度各电芯实测开路电压的电压平均值；根据各预设温度下的电压平均值绘制开路电压拟合图，并根据拟合图对应的拟合公式得到温度系数。
进一步地，所述补偿电压模块中补偿电压的获取公式为：
V补偿＝(T标准-T表面)×θ+V实测；
式中，T标准为预设标准温度，T表面为电芯表面温度，θ为温度系数，V实测为各预设时间点电芯对应的实测开路电压，V补偿为电芯的补偿电压。
进一步地，所述自放电速率模块中自放电速率的获取公式为：
Figure BDA0003128525830000031
式中，t0为第一预设时间点，t1为第二预设时间点，
Figure BDA0003128525830000032
为第一预设时间点电芯的补偿电压，
Figure BDA0003128525830000033
为第二预设时间点电芯的补偿电压，K为电芯的自放电速率。
与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：
(1)本发明通过各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数，并通过温度系数得到电芯的补偿电压，根据补偿电压计算出电芯的自放电速率，解决了目前电芯自放电速率的测试方法中，由于没有考虑电芯表面温度的差异对电芯开路电压的影响导致测试出来的电芯自放电速率不精准的问题；
(2)本发明所提出的一种测试电芯自放电的方法，其通过温度系数提高了测试电芯自放电速率的准确度，降低了产品的不良率，提高了电芯的使用寿命。
附图说明
图1为一种测试电芯自放电的方法与系统的方法步骤图；
图2为一种测试电芯自放电的方法与系统的开路电压拟合图；
图3为一种测试电芯自放电的方法与系统的系统模块图。
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。
实施例一
为了解决目前电芯自放电速率的测试方法中，由于没有考虑电芯表面温度的差异对电芯开路电压的影响，导致测试出来的电芯自放电速率不精准的问题，如图1所示，本发明提出了一种测试电芯自放电的方法，包括步骤：
S1：获取自放电速率符合预设标准速率的若干个电芯，并将各电芯充电至预设电量；
需要说明的是，本发明使用通过预设标准速率筛选出的若干个电芯，排除了电芯本身的影响，提高了后续获取的温度系数的精度。
S2：获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；
本实施例中，获取的各预设温度下各电芯的实测开路电压，其数据表为：
Figure BDA0003128525830000051
所述步骤S2中，根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数的具体方法为：
获取各预设温度下，同一温度各电芯实测开路电压的电压平均值；
根据各预设温度下的电压平均值绘制开路电压拟合图，并根据拟合图对应的拟合公式得到温度系数。
本实施例中，开路电压拟合图如图2所示，通过开路电压拟合图可得到二元一次方程：y＝-0.4638x+3794.6,式中的斜率-0.4638即温度系数，约等于-0.4。
S3：获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；
S4：根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压；
所述步骤S4中补偿电压的获取公式为：
V补偿＝(T标准-T表面)×θ+V实测；
式中，T标准为预设标准温度，T表面为电芯表面温度，θ为温度系数，V实测为各预设时间点电芯对应的实测开路电压，V补偿为电芯的补偿电压。
S5：根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。
所述步骤S5中自放电速率的获取公式为：
Figure BDA0003128525830000061
式中，t0为第一预设时间点，t1为第二预设时间点，
Figure BDA0003128525830000062
为第一预设时间点电芯的补偿电压，
Figure BDA0003128525830000063
为第二预设时间点电芯的补偿电压，K为电芯的自放电速率。
具体的说，本实施例中测试电芯自放电的方法适用于任意一种电芯，本实施例以A电芯做自放电速率测试，本实施例中K值的标准为：K≤0.04mv/h，温度系数为-0.4，预设标准温度为25度；
在电芯表面温度为26度、第一预设时间点为2021.3.21 18:00时测得A电芯的实测开路电压为3795.5mv；
在电芯表面温度为23度、第二预设时间点为2021.3.23 18:00时测得A电芯的实测开路电压为3794.5mv；
第一预设时间点与第二预设时间点的时间差为48小时。
根据现有技术中电芯自放电测试方法，测得A电芯的自放电速率K为：
K＝(3795.5-3794.5)/48＝0.0208mv/h；
0.0208mv/h＜0.04mv/h，判定A电芯为合格电芯。
根据本发明测试电芯自放电的方法，首先测得：
第一预设时间点A电芯对应的补偿电压为：
V补偿＝(26-25)×0.4+3795.5＝3795.9；
第二预设时间点A电芯对应的补偿电压为：
V补偿＝(23-25)×0.4+3794.5＝3793.7；
通过第一预设时间点以及第二预设时间点的补偿电压得到A电芯的自放电速率K为：
K＝(3795.9-3793.7)/48＝0.0458mv/h；
0.0458mv/h>0.04mv/h，判定A电芯为不合格电芯。
由此可见，本发明通过温度系数得到电芯的补偿电压，根据补偿电压计算出电芯的自放电速率，极大的提高了电芯自放电速率的准确性，降低了产品的不良率，提高了电芯的使用寿命。
所述步骤S5后还包括步骤：
S6：根据电芯的自放电速率筛选出符合预设标准放电速率的电芯并标注合格。
实施例二
为了更好的对本发明的发明思路进行理解，本实施例通过系统结构的形式来对本发明进行阐述，如图3所示，一种测试电芯自放电的系统，包括：
电芯获取模块，获取自放电速率符合预设标准速率的若干个电芯，并将各电芯充电至预设电量；
温度系数模块，获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；
所述温度系数模块中，根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数的具体步骤为：获取各预设温度下，同一温度各电芯实测开路电压的电压平均值；根据各预设温度下的电压平均值绘制开路电压拟合图，并根据拟合图对应的拟合公式得到温度系数。
实测电压模块，获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；
补偿电压模块，根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压；
所述补偿电压模块中补偿电压的获取公式为：
V补偿＝(T标准-T表面)×θ+V实测；
式中，T标准为预设标准温度，T表面为电芯表面温度，θ为温度系数，V实测为各预设时间点电芯对应的实测开路电压，V补偿为电芯的补偿电压。
自放电速率模块，根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。
本发明通过各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数，并通过温度系数得到电芯的补偿电压，根据补偿电压计算出电芯的自放电速率，解决了目前电芯自放电速率的测试方法中，由于没有考虑电芯表面温度的差异对电芯开路电压的影响导致测试出来的电芯自放电速率不精准的问题。
所述自放电速率模块中自放电速率的获取公式为：
Figure BDA0003128525830000081
式中，t0为第一预设时间点，t1为第二预设时间点，
Figure BDA0003128525830000082
为第一预设时间点电芯的补偿电压，
Figure BDA0003128525830000083
为第二预设时间点电芯的补偿电压，K为电芯的自放电速率。
所述系统还包括判定模块，用于根据电芯的自放电速率筛选出符合预设标准放电速率的电芯并标注合格。
本发明所提出的一种测试电芯自放电的方法，其通过温度系数提高了测试电芯自放电速率的准确度，降低了产品的不良率，提高了电芯的使用寿命。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测试电芯自放电的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：获取自放电速率符合预设标准速率的若干个电芯，并将各电芯充电至预设电量；
S2：获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；
S3：获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；
S4：根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压；
S5：根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。
2.根据权利要求1所述的一种测试电芯自放电的方法，其特征在于，所述步骤S5后还包括步骤：
S6：根据电芯的自放电速率筛选出符合预设标准放电速率的电芯并标注合格。
3.根据权利要求1所述的一种测试电芯自放电的方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数的具体方法为：
获取各预设温度下，同一温度各电芯实测开路电压的电压平均值；
根据各预设温度下的电压平均值绘制开路电压拟合图，并根据拟合图对应的拟合公式得到温度系数。
4.根据权利要求3所述的一种测试电芯自放电的方法，其特征在于，所述步骤S4中补偿电压的获取公式为：
V补偿＝(T标准-T表面)×θ+V实测；
式中，T标准为预设标准温度，T表面为电芯表面温度，θ为温度系数，V实测为各预设时间点电芯对应的实测开路电压，V补偿为电芯的补偿电压。
5.根据权利要求4所述的一种测试电芯自放电的方法，其特征在于，所述步骤S5中自放电速率的获取公式为：
Figure FDA0003128525820000021
式中，t0为第一预设时间点，t1为第二预设时间点，
Figure FDA0003128525820000022
为第一预设时间点电芯的补偿电压，
Figure FDA0003128525820000023
为第二预设时间点电芯的补偿电压，K为电芯的自放电速率。
6.一种测试电芯自放电的系统，其特征在于，包括：
电芯获取模块，获取自放电速率符合预设标准速率的若干个电芯，并将各电芯充电至预设电量；
温度系数模块，获取各预设温度下各电芯的实测开路电压，并根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数；
实测电压模块，获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度；
补偿电压模块，根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯的实测开路电压与表面温度利用温度系数以及预设标准温度获取第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压；
自放电速率模块，根据第一预设时间点以及第二预设时间点电芯对应的补偿电压，以及第一预设时间点与第二预设时间点的时间差获取电芯的自放电速率。
7.根据权利要求6所述的一种测试电芯自放电的系统，其特征在于，所述系统还包括判定模块，用于根据电芯的自放电速率筛选出符合预设标准放电速率的电芯并标注合格。
8.根据权利要求6所述的一种测试电芯自放电的系统，其特征在于，所述温度系数模块中，根据各预设温度以及各预设温度下各电芯的实测开路电压获取温度系数的具体步骤为：获取各预设温度下，同一温度各电芯实测开路电压的电压平均值；根据各预设温度下的电压平均值绘制开路电压拟合图，并根据拟合图对应的拟合公式得到温度系数。
9.根据权利要求8所述的一种测试电芯自放电的系统，其特征在于，所述补偿电压模块中补偿电压的获取公式为：
V补偿＝(T标准-T表面)×θ+V实测；
式中，T标准为预设标准温度，T表面为电芯表面温度，θ为温度系数，V实测为各预设时间点电芯对应的实测开路电压，V补偿为电芯的补偿电压。
10.根据权利要求9所述的一种测试电芯自放电的系统，其特征在于，所述自放电速率模块中自放电速率的获取公式为：
Figure FDA0003128525820000031
式中，t0为第一预设时间点，t1为第二预设时间点，
Figure FDA0003128525820000032
为第一预设时间点电芯的补偿电压，
Figure FDA0003128525820000033
为第二预设时间点电芯的补偿电压，K为电芯的自放电速率。
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