CN113985286A - 一种锂离子电池不同温度下soc-ocv测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种锂离子电池不同温度下SOC‑OCV测试方法，包括以下步骤：S1、室温下对待测试电池进行标准充电和标准放电5圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs，电池以满电结束；S2、使电池在测试温度下达到热平衡；S3、以C/3电流恒流对电池放电4.5％‑5.5％Cs后静置，记录电池静置末端电压；S4、重复S3步骤多次，至电池容量放到0％SOC；S5、在室温下对测试样品以标准放电至下限电压2.8V，然后标准充电至满电；S6、使电池在测试温度下达到热平衡；S7、以C/6电流恒流转恒压方式对电池放电4.5％‑5.5％Cs后静置，记录电池静置末端电压；S8、重复S7步骤多次，至电池容量放到0％SOC；S9、绘制SOC‑OCV曲线。本发明不同温度下的测试均以室温放电容量作为标准容量进行SOC调节，测试结果更可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池测试方法，尤其涉及一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法。
背景技术
随着新能源汽车的大范围推广,相关技术的标准化、规范化受到业内人士越来越多的关注。其中电池的荷电状态(State of Charge,SOC)的精确估算能够提高车载电池的使用寿命和安全性，所以SOC的估算一直是业内研究的重点，也呈现出多种类型的测试方法。较为普遍的两种测试方法：一是在测试温度下定容，以测试温度的容量进行测试，得到SOC-OCV曲线，但此方法因为受温度影响较大，实际使用时无法提供准确的SOC值；另一种是在室温定容后调整SOC后，在测试温度下充分静置，该方案虽可获得准确的SOC-OCV曲线，但耗时较长，不利于推广。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法。
本发明提出的一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，包括以下步骤：
S1、室温下对待测试电池进行标准充电和标准放电5圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs，电池以满电结束；
S2、使电池在测试温度下达到热平衡；
S3、以C/3电流恒流对电池放电4.5％-5.5％Cs后静置，记录电池静置末端电压；
S4、重复S3步骤多次，至电池容量放到0％SOC；
S5、在室温下对测试样品以标准放电至下限电压2.8V，然后标准充电至满电；
S6、使电池在测试温度下达到热平衡；
S7、以C/6电流恒流转恒压方式对电池放电4.5％-5.5％Cs后静置，记录电池静置末端电压；
S8、重复S7步骤多次，至电池容量放到0％SOC；
S9、根据上述所有步骤的记录，得出数据矩阵表，并绘制SOC-OCV曲线。
优选的，在步骤S1中，所述标准充电是在室温下(25±2℃)用C/3电流恒流充电至电池充电上限电压，静置30min。
优选的，在步骤S1中，标准放电是在室温下(25±2℃)用C/3电流恒流转恒压放电至电池放电下限电压，静置30min。
优选的，在步骤S2中，所述测试温度不低于10℃；所述热平衡是指电池样品几何中心面的温度和测试温度在1h内的温差小于2℃。
优选的，在步骤S3中，静置时间不小于1h；静置末端电压在5min内压差小于2mV后，记录末端电压。
优选的，所述步骤S4、S8中，所述容量放到0％SOC是指在测试温度下放出室温的容量Cs。
优选的，在步骤S6中，所述测试温度低于10℃；所述热平衡是指电池样品几何中心面的温度和测试温度在1h内的温差小于2℃。
优选的，在步骤S7中，以C/6电流恒流转恒压方式对电池放电5％Cs，若以C/6电流恒流转恒压累计时间达到5h仍未放出4.5％-5.5％Cs,则记录实际SOC后执行步骤S8。
优选的，在步骤S7中，静置时间不小于2h；静置末端电压在5min内压差小于2mV后，记录末端电压。
优选的，所述步骤S8中，所述容量放到0％SOC是指在测试温度下放出室温的容量Cs。
本发明提出的一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，在室温下对待测试电池标准循环5圈，取后3圈的平均值确定标准容量Cs，以标准充电方法充电至满电，即100％SOC；在不低于10℃的环境下达到平衡后，以C/3恒流放电5％Cs，每次调SOC后测试温度下至少静置60min，至放空电，即0％SOC；在低于10℃的环境下达到平衡后，以C/6恒流转恒压的方式放电5％Cs，每次调SOC后测试温度下至少静置120min，至放空电，即0％SOC；每充5％Cs后静置一定的时间，确保OCV满足5min内小于2mV，直到放空电；低温放电若恒流转恒压放电时间超过5h仍未达到5％Cs，则记录实际SOC值即可。
本发明通过不同温度下采用不同倍率电流放电调SOC，包括高温、低温放电过程，为确保测试温度下的放电总容量尽可能接近室温容量，同时减小极化对电压的影响，采取了减小电流和恒流转恒压等方法调整SOC；本发明基于室温放电容量作为Cs，对不同温度的SOC进行标定，相比传统的SOC-OCV曲线测试以测试温度下的容量进行标定，该测试方法尤其在低温下以恒流转恒压的方式得到的测试结果，更为接近实际使用情况，所得SOC-OCV曲线更准确；本发明相比传统的SOC-OCV曲线测试2以室温下的容量进行标定，室温下调整SOC，在测试温度下充分静置，本发明的优势在于可大大节约测试周期，节省测试资源。本发明中的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法对方形和软包形状的三元锂离子电池均适用；本发明方法简单易行，不同温度下的测试均以室温放电容量作为标准容量进行SOC调节，提高SOC估算的准确性，测试结果更可靠。
附图说明
图1为本发明提出的一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，包括如下步骤：
S1、取78Ah(2.8-4.25V)软包7系三元电芯2只为待测试电池，室温下对待测试电池进行标准充电和标准放电5圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs1-1，电池以满电结束；
S2、测试温度-10℃下达到热平衡(1h内测试温度与电池表面温度的温度差小于2℃)；
S3、放电下限电压2.8V，以C/6恒流转恒压放电5％Cs1-1后静置2h，记录静置末端电压；
S4、步骤S3重复20次，低SOC时，若恒流转恒压仍达不到5％Cs1-1,则放电5h后截止，直至容量放到0％SOC；
S5、由以上测试得到第一组SOC-OCV数据表，和整个测试过程的总放电容量，记为C1。整个测试过程耗时135h。
对比例1
以高电压的67Ah(2.8-4.3V)三元软包电池为待测试电池，用测试温度下的容量标定SOC，包括以下步骤：
S1、室温下对待测试电池标准充电和标准放电3圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs2-1，电池以满电结束；
S2、待测试电池在测试温度-10℃下达到热平衡；
S3、放电下限电压2.8V，以C/3恒流放电，记录放电容量Cs10℃；
S4、调温至25℃，以C/3恒流放电至2.8V，静置30min，C/3恒流转恒压充电至4.3V，静置30min；
S5、调节温度到-10℃达到热平衡，用C/3恒流放电5％Cs10℃，静置1h，记录静置末端电压；
S6、步骤S5重复20次，至容量放到-10℃下的0％SOC；
S7、由以上测试得到第二组SOC-OCV数据表，和整个测试过程的总放电容量，记为C2。
通过上述方法测试后得出的测试结果如下表1、表2所示：
表1
表2
由上述两组数据可知，实施例1和对比例1的测试结果，实施例1的测试放电总容量更为接近室温定容容量Cs，达到99.6％，所得SOC-OCV数据表更加可靠，对比例1测试放电总容量明显低于室温定容容量，只有84.9％。可见，通过本方法所测的SOC-OCV数据表与实际SOC-OCV数据更接近。
实施例2
一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，包括如下步骤：
S1、取67Ah(2.8-4.2V)方形铝壳8系三元电芯2只为待测试电池，室温下对待测试电池标准充电和标准放电5圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs1-2，电池以满电结束；
S2、测试温度10℃下达到热平衡(1h内测试温度和电池表面温度的温度差小于2℃)；
S3、放电下限电压2.8V，以C/3恒流放电5％Cs1-2后静置1h，记录静置末端电压；
S4、步骤S3重复20次，至电池容量放到0％SOC；
S5、设置温箱温度到25℃，待温度平衡后，以标准放电方法对待测试电池进行室温放空至下限电压2.8V，静置30min，以标准充电方法恒流转恒压充电至电流降至C/20时停止，充电上限电压4.2V；
S6、测试温度-10℃下达到热平衡(1h内测试温度和电池表面温度的温度差小于2℃)；
S7、放电下限电压2.8V，以C/6恒流转恒压放电5％Cs1-2后静置2h，记录静置末端电压；
S8、步骤S7重复20次，低SOC时，若恒流转恒压仍达不到5％Cs1-2,则放电5h后截止，直至容量放到0％SOC；
S9、由以上测试得到第三组SOC-OCV数据表，和整个测试过程的总放电容量，记为C3。整个测试过程耗时135h。
对比例2
对与实施例2相同体系的电池，用室温下调SOC，测试温度下静置的SOC-OCV测试方法，进行测试，步骤如下：
S1、取70Ah(2.8-4.2V)方形铝壳8系三元电芯2只为待测试电池，室温下标准充电和标准放电5圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs2-2，电池以满电结束；
S2、设置温箱到-10℃，温度平衡时间为8h，待达到热平衡后，记录末端开路电压OCV1i(i＝1，2，3…)；
S3、设置温箱到10℃，温度平衡时间5h，待达到热平衡后，记录末端开路电压OCV2i(i＝1，2，3…)；
S4、设置温箱到25(±2)℃，待温度平衡后，用C/3恒流放电5％Cs2-2，调整SOC至95％；
S5、重复S2、S3、S4步骤，直至容量放到0％SOC，得到第四组SOC-OCV数据表，和整个测试过程的总放电容量，记为C4。整个测试过程耗时417h。
通过上述方法测试后得出的测试结果如下表3、表4所示：
表3
表4
由上述两组数据可知，实施例2和对比例2的测试结果较为接近，但实施例2所需测试周期远小于对比例2的测试周期，在保证准确性的前提下，可有效提高测试效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、室温下对待测试电池进行标准充电和标准放电5圈，取后3次放电容量的平均值作为Cs，电池以满电结束；
S2、使电池在测试温度下达到热平衡；
S3、以C/3电流恒流对电池放电4.5％-5.5％Cs后静置，记录电池静置末端电压；
S4、重复S3步骤多次，至电池容量放到0％SOC；
S5、在室温下对测试样品以标准放电至下限电压2.8V，然后标准充电至满电；
S6、使电池在测试温度下达到热平衡；
S7、以C/6电流恒流转恒压方式对电池放电4.5％-5.5％Cs后静置，记录电池静置末端电压；
S8、重复S7步骤多次，至电池容量放到0％SOC；
S9、根据上述所有步骤的记录，得出数据矩阵表，并绘制SOC-OCV曲线。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S1中，所述标准充电是在室温下(25±2℃)用C/3电流恒流充电至电池充电上限电压，静置30min。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S1中，标准放电是在室温下(25±2℃)用C/3电流恒流转恒压放电至电池放电下限电压，静置30min。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S2中，所述测试温度不低于10℃；所述热平衡是指电池样品几何中心面的温度和测试温度在1h内的温差小于2℃。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S3中，静置时间不小于1h；静置末端电压在5min内压差小于2mV后，记录末端电压。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，所述步骤S4、S8中，所述容量放到0％SOC是指在测试温度下放出室温的容量Cs。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S6中，所述测试温度低于10℃；所述热平衡是指电池样品几何中心面的温度和测试温度在1h内的温差小于2℃。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S7中，以C/6电流恒流转恒压方式对电池放电5％Cs；若以C/6电流恒流转恒压累计时间达到5h仍未放出4.5％-5.5％Cs,则记录实际SOC后执行步骤S8。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，在步骤S7中，静置时间不小于2h；静置末端电压在5min内压差小于2mV后，记录末端电压。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池不同温度下SOC-OCV测试方法，其特征在于，所述步骤S8中，所述容量放到0％SOC是指在测试温度下放出室温的容量Cs。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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