CN113702852A - 一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法 - Google Patents
一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113702852A CN113702852A CN202111067772.3A CN202111067772A CN113702852A CN 113702852 A CN113702852 A CN 113702852A CN 202111067772 A CN202111067772 A CN 202111067772A CN 113702852 A CN113702852 A CN 113702852A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dcir
- internal resistance
- direct current
- lithium ion
- current internal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 102100028667 C-type lectin domain family 4 member A Human genes 0.000 claims abstract 18
- 101000766908 Homo sapiens C-type lectin domain family 4 member A Proteins 0.000 claims abstract 18
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，首先将取样电池在设定的温度下进行循环测试，将循环过程中，将每一圈的平均电压差Uaverage与每个设定循环圈数测得的直流内阻值DCIR建立Uaverage‑DCIR线性关系，得到线性公式DCIR＝x*Uaverage+k；然后将同批次某一锂离子电池在此设定循环圈数下计算的平均电压差带入线性公式DCIR＝x*Uaverage+k，得到此设定循环圈数下直流内阻DCIR的推算值。本发明避免了反复进行脉冲电流放电测试对锂离子电池的损伤，降低了同一批次锂离子电池的测试时间成本，且推算得到的DCIR推算值与实测DCIR的偏差很小，准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池电池测试领域，具体是一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法。
背景技术
锂离子电池已广泛用于消费电子、电动工具和电动车等行业，具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、功率高和绿色环保等优点。而随着锂离子电池的循环和老化，锂离子电池的内阻持续升高，因此如何快捷的检测锂离子电池直流内阻值变得至关重要。而直流内阻的测试时，为区分出锂离子电池的欧姆内阻和活化内阻，会每隔一定循环圈数后用较大的脉冲电流对锂离子电池进行放电测试，该测试过程对锂离子电池会造成一定的损伤；同时测试前调整SOC的过程也比较耗时，延长了设定循环圈数内的测试时间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，避免对同一批次的每个锂离子电池均进行DCIR测试，避免了锂离子电池的损伤，且降低了测试时间成本。
本发明的技术方案为：
一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，具体包括有以下步骤：
(1)、将同批次的某一个锂离子电池作为取样电池，取样电池在设定的温度下进行循环测试，每循环设定的循环圈数后，在一固定荷电状态下以设定的脉冲放电电流测试取样电池的直流内阻DCIR，同时计算取样电池在循环过程中每一圈的平均充电电压Ucharge和平均放电电压Udischarge，得到平均电压差Uaverage＝(Ucharge-Udischarge)/2；
(2)、将循环过程中，将每一圈的平均电压差Uaverage与每个设定循环圈数测得的直流内阻值DCIR建立Uaverage-DCIR线性关系，得到线性公式DCIR＝x*Uaverage+k，并确定常数x和k的值；
(3)、推算同批次锂离子电池在相同的温度环境下进行循环测试时设定循环圈数测试得到的直流内阻DCIR，即将同批次某一锂离子电池在此设定循环圈数下计算的平均电压差带入线性公式DCIR＝x*Uaverage+k，得到同批次某一锂离子电池在此设定循环圈数下直流内阻DCIR的推算值。
所述的步骤(2)中建立Uaverage-DCIR线性关系的具体步骤为：首先将每一圈的平均电压差与循环圈数建立循环圈数-Uaverage线性关系，得到线性公式Uaverage＝a*循环圈数+c，然后将每个设定循环圈数测得的直流内阻DCIR与循环圈数建立循环圈数-DCIR线性关系，得到线性公式DCIR＝b*循环圈数+d,然后将上述两个线性公式进行换算得到DCIR＝x*Uaverage+k。
所述的取样电池在循环过程中每一圈的平均充电电压Ucharge和平均放电电压Udischarge由以下公式得出：平均充电电压Ucharge＝充电能量/充电容量，平均放电电压Udischarge＝放电能量/放电容量。
所述的设定的循环圈数为一百圈，即每一百圈循环测试后，在一固定荷电状态下以设定的脉冲放电电流测试一次取样电池的直流内阻DCIR。
所述的步骤(1)中测试取样电池的直流内阻DCIR的具体步骤为：先以设定的循环放电倍率将取样电池放电至某一固定荷电状态，搁置设定时间后，记录搁置末端的电压V1，然后以设定的脉冲放电电流I对取样电池进行脉冲放电，脉冲放电时间为t，记录脉冲放电末端电压V2，取样电池的直流内阻DCIR＝(V2-V1)/I。
所述的固定荷电状态的选取范围为5％—95％。
所述的脉冲放电后，搁置设定时间后进行后续循环测试。
所述的设定的循环放电倍率为0.1C—3C，搁置时间为10min—120min，设定的脉冲放电电流I为0.5C—7C，脉冲放电时间t为1s—60s。
本发明的同批次锂离子电池为方形锂离子电池、软包锂离子电池或圆柱锂离子电池。
本发明的优点：
本发明通过测试计算同一批次某一取样电池的Uaverage-DCIR线性关系，然后通过线性关系推算同一批次其它锂离子电池的DCIR值，避免了对同一批次每个锂离子电池均进行脉冲电流的放电，避免了锂离子电池的损伤，且采用推算的方式，降低了同一批次锂离子电池的测试时间成本。本发明推算得到的DCIR推算值，经过实验证明，与实测DCIR的偏差很小，准确度高。
附图说明
图1是本发明实施例中取样电池平均电压差Uaverage、测得的直流内阻DCIR分别与循环圈数的线性关系图。
图2是本发明实施例中取样电池平均电压差Uaverage和测得的直流内阻DCIR之间的线性关系图。
图3是本发明实施例中取样电池实测直流内阻DCIR、推算直流内阻DCIR分别与循环圈数的线性关系对比图。
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。
实施例
选用标称容量为78Ah的1#软包锂离子电池作为取样电池，在高温下进行1/3C充放电循环测试，测试步骤如下：
(1)、首先1/3C恒流恒压充电至4.25V后，搁置10min；然后1/3c恒流放电至2.8V后，搁置10min；
(2)、根据以下公式计算取样电池在每一圈循环测试中的平均充电电压Ucharge和平均放电电压Udischarge：平均充电电压Ucharge＝充电能量/充电容量，平均放电电压Udischarge＝放电能量/放电容，然后根据平均电压差Uaverage＝(Ucharge-Udischarge)/2计算得到每一圈循环测试的平均电压差Uaverage；将每一圈的平均电压差与循环圈数建立循环圈数-Uaverage线性关系图(见图1)，得到线性公式Uaverage＝a*循环圈数+c；
(3)、在循环测试中，每100圈(0圈，100圈，200圈…)测量一次取样电池的直流内阻DCIR；其中，直流内阻DCIR的测试步骤为：常温下，将取样电池放电定容调节至荷电状态SOC为50％后，搁置30min，记录搁置末端的电压V1，然后以150A的脉冲电流放电18s，记录脉冲放电末端电压V2，根据公式DCIR＝(V2-V1)/I计算得到设定循环圈数下取样电池的直流内阻DCIR，其中I即可150A；最后将每个设定循环圈数测得的直流内阻DCIR与循环圈数建立循环圈数-DCIR线性关系图(见图1)，得到线性公式DCIR＝b*循环圈数+d；
(4)、将步骤(2)和(3)中的两个线性公式进行换算得到DCIR＝x*Uaverage+k，即以平均电差压Uaverage为横坐标、直流内阻DCIR为纵坐标，得到两者的线性关系图(见图2)。
下表1中，列出了1#软包锂离子电池各圈平均电压差和直流内阻的大小，以及根据公式DCIR＝x*Uaverage+k得到的推算直流内阻值与实测直流内阻值之间的偏差值。
表1
另取同一批次的2#软包锂离子电池，与1#软包锂离子电池在相同的条件下进行循环测试，测量并记录循环过程中的平均电压差和直流内阻值，并根据推算得到的公式DCIR＝x*Uaverage+k推算出2#软包锂离子电池的直流内阻值，并与2#软包锂离子电池的实测直流内阻值做对比。
下表2中，列出了2#软包锂离子电池各圈平均电压差和直流内阻的大小，以及推算直流内阻值与实测直流内阻值之间的偏差值。
表2
从表1、表2和图3可知，根据1#软包锂离子电池推算得到直流内阻值与实测的直流内阻值偏差较小，偏差值小于0.5％，2#软包锂离子电池推算得到的偏差值也不大于0.65％，由此可知，本发明的推算方法可用于同批次锂离子电池在相同测试条件下的直流内阻的推算。
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 (8)
1.一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
(1)、将同批次的某一个锂离子电池作为取样电池，取样电池在设定的温度下进行循环测试，每循环设定的循环圈数后，在一固定荷电状态下以设定的脉冲放电电流测试取样电池的直流内阻DCIR，同时计算取样电池在循环过程中每一圈的平均充电电压Ucharge和平均放电电压Udischarge，得到平均电压差Uaverage＝(Ucharge-Udischarge)/2；
(2)、将循环过程中，将每一圈的平均电压差Uaverage与每个设定循环圈数测得的直流内阻值DCIR建立Uaverage-DCIR线性关系，得到线性公式DCIR＝x*Uaverage+k，并确定常数x和k的值；
(3)、推算同批次锂离子电池在相同的温度环境下进行循环测试时设定循环圈数测试得到的直流内阻DCIR，即将同批次某一锂离子电池在此设定循环圈数下计算的平均电压差带入线性公式DCIR＝x*Uaverage+k，得到同批次某一锂离子电池在此设定循环圈数下直流内阻DCIR的推算值。
2.根据权利要求1所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的步骤(2)中建立Uaverage-DCIR线性关系的具体步骤为：首先将每一圈的平均电压差与循环圈数建立循环圈数-Uaverage线性关系，得到线性公式Uaverage＝a*循环圈数+c，然后将每个设定循环圈数测得的直流内阻DCIR与循环圈数建立循环圈数-DCIR线性关系，得到线性公式DCIR＝b*循环圈数+d,然后将上述两个线性公式进行换算得到DCIR＝x*Uaverage+k。
3.根据权利要求1所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的取样电池在循环过程中每一圈的平均充电电压Ucharge和平均放电电压Udischarge由以下公式得出：平均充电电压Ucharge＝充电能量/充电容量，平均放电电压Udischarge＝放电能量/放电容量。
4.根据权利要求1所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的设定的循环圈数为一百圈，即每一百圈循环测试后，在一固定荷电状态下以设定的脉冲放电电流测试一次取样电池的直流内阻DCIR。
5.根据权利要求1所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的步骤(1)中测试取样电池的直流内阻DCIR的具体步骤为：先以设定的循环放电倍率将取样电池放电至某一固定荷电状态，搁置设定时间后，记录搁置末端的电压V1，然后以设定的脉冲放电电流I对取样电池进行脉冲放电，脉冲放电时间为t，记录脉冲放电末端电压V2，取样电池的直流内阻DCIR＝(V2-V1)/I。
6.根据权利要求1或5所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的固定荷电状态的选取范围为5％—95％。
7.根据权利要求5所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的脉冲放电后，搁置设定时间后进行后续循环测试。
8.根据权利要求5所述的一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法，其特征在于：所述的设定的循环放电倍率为0.1C—3C，搁置时间为10min—120min，设定的脉冲放电电流I为0.5C—7C，脉冲放电时间t为1s—60s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111067772.3A CN113702852B (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111067772.3A CN113702852B (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113702852A true CN113702852A (zh) | 2021-11-26 |
| CN113702852B CN113702852B (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=78660095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111067772.3A Active CN113702852B (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113702852B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018566A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-04-03 | 力神迈尔斯动力电池系统有限公司 | 一种锂离子电池直流内阻测试方法及电池筛选方法 |
| CN105445558A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-30 | 蔡卓丽 | 检测电池直流内阻的方法 |
| CN107728072A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-23 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池循环寿命的快速预测方法 |
| US20190170831A1 (en) * | 2016-09-16 | 2019-06-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery diagnosis method, battery diagnosis program, battery management apparatus, and power storage system |
| CN110681616A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-14 | 洛阳超特电源科技有限公司 | 一种锂离子电池直流内阻的测试方法以及锂离子电池的分选方法 |
| US20200363476A1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-11-19 | Apple Inc. | Battery Impedance Measurement |
| CN112684356A (zh) * | 2020-10-31 | 2021-04-20 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池的循环测试方法 |
-
2021
- 2021-09-13 CN CN202111067772.3A patent/CN113702852B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018566A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-04-03 | 力神迈尔斯动力电池系统有限公司 | 一种锂离子电池直流内阻测试方法及电池筛选方法 |
| CN105445558A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-30 | 蔡卓丽 | 检测电池直流内阻的方法 |
| US20190170831A1 (en) * | 2016-09-16 | 2019-06-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery diagnosis method, battery diagnosis program, battery management apparatus, and power storage system |
| CN107728072A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-23 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池循环寿命的快速预测方法 |
| US20200363476A1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-11-19 | Apple Inc. | Battery Impedance Measurement |
| CN110681616A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-14 | 洛阳超特电源科技有限公司 | 一种锂离子电池直流内阻的测试方法以及锂离子电池的分选方法 |
| CN112684356A (zh) * | 2020-10-31 | 2021-04-20 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池的循环测试方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113702852B (zh) | 2023-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106443474B (zh) | 一种动力电池系统寿命衰退特征快速识别的方法 | |
| CN108535661B (zh) | 一种基于模型误差谱的动力电池健康状态在线估计方法 | |
| CN106324523A (zh) | 基于离散变结构观测器的锂电池soc估计方法 | |
| CN110554321B (zh) | 一种实时检测退役动力电池soc的方法 | |
| CN111463513B (zh) | 一种锂电池满充容量估计的方法及装置 | |
| KR102550371B1 (ko) | 내부 단락 고장 조기 검출 방법 및 장치 | |
| CN111766530B (zh) | 锂离子蓄电池单体寿命检测方法 | |
| CN112213659B (zh) | 电池容量修正方法及测试系统 | |
| CN112305426B (zh) | 一种多约束条件下的锂离子电池功率状态估计系统 | |
| CN112462284B (zh) | 一种试验蓄电池内阻和短路电流的检测方法 | |
| Tan et al. | Joint estimation of ternary lithium-ion battery state of charge and state of power based on dual polarization model | |
| CN113075566A (zh) | 锂离子动力电池析锂检测方法 | |
| CN105738828B (zh) | 一种电池容量精准测量方法 | |
| CN113777501A (zh) | 一种电池模组的soh的估算方法 | |
| CN113884922A (zh) | 一种基于电压和电量离群系数的电池内短路定量诊断方法 | |
| CN116930794A (zh) | 电池容量更新方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN111044924B (zh) | 一种全工况电池剩余容量确定方法及系统 | |
| CN109061511B (zh) | 一种电池管理系统中实时计算电池单体soh的方法 | |
| CN109669133B (zh) | 一种动力锂电池寿命数据后台挖掘分析方法 | |
| CN113884883B (zh) | 锂离子电池循环中直流内阻的校正方法及装置 | |
| TWI578006B (zh) | 電池健康狀態檢測方法 | |
| CN114487852A (zh) | 动力电池余能检测方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
| Deng et al. | An improved algorithm of SOC testing based on open-circuit voltage-ampere hour method | |
| CN113702852B (zh) | 一种同批次锂离子电池直流内阻的推算方法 | |
| CN111025171A (zh) | 一种快速的动力蓄电池soh（健康状态）测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |