CN115219914A - 考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，包括锂离子电池(1)、充放电测试柜(2)、气囊(3)、阀门(41)、输气管(42)、抽打两用气泵(43)、第一温度传感器(51)、第二温度传感器(52)和控制器(6)，其中所述气囊(3)的开口折边(31)通过胶接方式与锂离子电池(1)的壳体(11)的部分区域机械连接并由此形成气囊(3)和壳体(11)之间的密闭空间；本发明还提供了一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，将第一温度传感器(51)和第二温度传感器(52)的温度采集值之差与事先设定的上下限值比较来控制抽打两用气泵(43)和阀门(41)的工作状态。本发明提供的测试装置结构简单、制作方便、成本低廉，相应的测试方法节约能耗、操作可控、对电池原有充放电循环测试设备和流程影响小。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池测试领域，特别涉及一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置及测试方法。
背景技术
锂离子电池在电动汽车和储能等领域得到广泛应用，并逐渐向大容量和长寿命方向不断发展进步。在材料体系基本不变的前提下，锂离子电池的容量增大，往往意味着尺寸的增大，而锂离子电池尺寸增大之后，由于锂离子电池充放电过程中因自身内阻而不断产热，受制于客观散热环境和条件，其充放电过程内部的温差也逐渐加大。构成锂离子电池的活性物质的物理性能、化学性能和电化学性能均与温度密切相关，若锂离子电池中各区域之间存在较为明显的温差，则意味着电池内部不同温度区域的活性物质的性能不一样，这一方面造成不同区域电流密度的区别，使得各区域的性能发挥不一致；另一方面还形成一定的热应力，挤压材料颗粒，影响颗粒与颗粒之间以及颗粒与集流体之间的粘附状态，时间长了很可能降低电池的循环寿命。
除了锂离子电池自身大尺寸因素造成电池各区域之间的温差之外，实际应用场合中电池各部分区域也会出现难以避免的温差。电动汽车和储能等应用场合中，一般将多个电池单体串并联构成模组，并统一对模组以风冷或液冷方式进行热管理，由于电池表面不同位置的散热能力不一致，以及相邻电池通过接触面对电池单体的干扰因素，同一个电池各区域之间也难免存在一定的温差。譬如，液冷系统中，一般将电池竖立放置并在其底部放置液冷板，这就使得电池单体的底部温度低于中上部温度；风冷系统中，冷却风往往从一个方向吹过电池组，且冷却风流动过程的风温也不断升高，这就造成电池单体迎风面上的风速大、风温低，而背风面上风速小、风温高，故电池单体的迎风侧温度往往高于背风侧。
尽管电动汽车和储能等应用场合中，锂离子电池以模组或系统为产品单元进行工作，但实际工作中，受限于设备投资和能耗成本等因素，人们经常以电池单体作为测试对象，将其置于高低温环境箱中，进行长期的充放电循环测试以评估电池的工作寿命。高低温箱工作过程中，箱体内部不断吹出一定温度的风以维持一定的环境温度，这种方式尽管可以准确控制锂离子电池工作的环境温度，但同时也给锂离子电池单体表面各区域提供了良好而均匀的散热条件，有效抑制了电池单体各区域的温差，迥异于电池的真实服役热环境，导致锂离子电池单体长时间充放电循环过程中的测试结果丧失其真实有效性。
为了在锂离子电池充放电循环过程中模拟其真实热环境和散热条件，并评估电池单体各区域温差对其循环寿命的影响，公知的技术手段是对电池单体的部分区域包裹或张贴保温材料，通过提高局部的保温效果来制造电池单体各区域之间的温差。但是这种方法存在以下三个方面的问题：一是不同锂离子电池工作产热功率不同，同一锂离子电池在不同环境温度下的产热功率也不同，故难以根据电池单体各区域温差大小的需要，准确确定保温材料的类型、厚度；二是锂离子电池在不同充放电工况和不同循环次数下的产热功率也不同，当电池产热功率变化时，需要针对性更换保温材料才能满足特定温差需要，这在实际操作中十分麻烦且难度较大；三是若模拟测试过程难以根据需要来调整温差的大小。
因此，亟需针对锂离子电池单体充放电循环测试需要，提出新的模拟测试装置及测试方法来维持电池各区域一定的温差，进而更为真实准确地评估锂离子电池工作寿命以及锂离子电池抗自身温度梯度的能力。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、制作方便、成本低廉、节约能耗、操作可控、对电池原有充放电循环测试设备和流程影响小的、考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置及测试方法。
根据本发明的一个方面，提供一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，包括锂离子电池、充放电测试柜、气囊、阀门、输气管、抽打两用气泵、第一温度传感器、第二温度传感器和控制器，所述锂离子电池设有壳体、正极柱和负极柱，所述锂离子电池的正极柱和负极柱分别和充放电测试柜电性连接，所述气囊包括开口折边、袋状本体和气嘴，所述气囊的开口折边通过胶接方式与锂离子电池的壳体的部分区域机械连接并由此形成气囊和壳体之间的密闭空间，所述气囊的气嘴依次通过阀门和输气管与抽打两用气泵连通，所述气囊与壳体形成的密闭空间的内部设有第一温度传感器且第一温度传感器粘贴于壳体表面，所述气囊的外部空间设有第二温度传感器且第二温度传感器粘贴于壳体表面，所述阀门、抽打两用气泵、第一温度传感器和第二温度传感器分别与控制器电性连接。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，所述气囊由以下材料中的任意一种制成：铜，铝，铜合金，铝合金。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，所述气囊的袋状本体的壁厚在0.01毫米至0.2毫米之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，所述气囊的开口折边通过胶接方式与锂离子电池的壳体之间形成密封，开口折边和壳体之间胶层的厚度在0.1毫米至10毫米之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，当所述阀门关闭时，气囊与壳体经开口折边处的胶接密封而形成气密空间。
应用于上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置的测试方法，用于在锂离子电池充放电循环测试过程中形成壳体中特定区域相对于其他区域的局部高温，包括以下步骤：
步骤S1、根据模拟测试需要确定需要形成局部高温的壳体的区域以及该特定区域相对于其他区域的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax；
步骤S2、将气囊的开口折边沿着步骤S1确定的需要形成局部高温的壳体的区域的边缘与壳体胶接，并完成考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置中剩余各组成部分的连接组装；
步骤S3、将锂离子电池和气囊置于高低温环境箱，并设定高低温环境箱内的温度为测试所需温度，启动充放电测试柜对锂离子电池进行充放电循环测试；
步骤S4、锂离子电池的充放电循环测试过程，以充放电循环测试启动时刻为t＝0时刻，设定t＝0时刻控制器的工作状态值A＝-1，并设定控制器的执行时间间隔为Δt，其中时间间隔Δt处于1秒至2分钟之间，在t＝NΔt时刻，其中N为正整数，依次执行以下子步骤：
子步骤S4.1、分别获得第一温度传感器的温度采集值T1和第二温度传感器的温度采集值T2并计算二者的温差ΔT：
ΔT＝T1-T2 (1)
子步骤S4.2、将第一温度传感器的温度采集值T1和第二温度传感器的温度采集值T2的温差ΔT与步骤S1确定的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax比较以设置控制器的工作状态值A，：
(i)若ΔT<ΔTmin，则设置控制器的工作状态值A＝1；
(ii)若ΔTmin≤ΔT≤ΔTmax，则控制器的工作状态值A的取值维持上一时刻的取值不变；
(iii)若ΔT>ΔTmax，则设置控制器的工作状态值A＝-1；
子步骤S4.3、将控制器的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值比较，若二者相同，则不执行任何操作；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝1，则启动抽打两用气泵并将其设置于打气模式，开启阀门，等待t0时间后依次关闭阀门和抽打两用气泵，其中等待时间t0处于1秒至30秒之间；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝-1，则启动抽打两用气泵并将其设置于抽气模式，开启阀门，等待t0时间后依次关闭阀门和抽打两用气泵，其中等待时间t0处于1秒至30秒之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，步骤S1中所述温差下限值ΔTmin处于1℃至15℃之间，温差上限值ΔTmax大于温差下限值ΔTmin且二者之差处于1℃至5℃之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，当子步骤S4.3中抽打两用气泵设置于打气模式时，抽打两用气泵向气囊打气且打气压力的表压值处于5kPa至100kPa之间；当子步骤S4.3中抽打两用气泵设置于抽气模式时，抽打两用气泵从气囊抽气且抽气压力的表压值处于-50kPa至-5kPa之间。
本发明的有益效果在于：传统上一般单纯使用保温材料对电池表面局部进行保温以提高其局部温度，而本发明充分利用了金属导热能力很强而静止空气导热能力很弱的特点，并有效借助电池充放电过程自身的产热，当需要提高特定区域温度时，则往金属气囊内打气，提高气囊内空气压力，使得气囊鼓胀并存留静止的空气，气囊和电池壳体之间被导热能力均很弱的静止空气和气囊开口折边处的密封胶隔开，电池壳体被气囊包裹覆盖的区域得不到很好的散热，故该区域的温度会升高，高于气囊外部的壳体区域；而当需要降低特定区域温度时，则从金属气囊中吸气，导致气囊内真空度下降并使得气囊干瘪，进而气囊的带状本体部分紧贴电池壳体，气囊和电池壳体之间的热阻迅速变得很小，而由于气囊具有较大的面积，能够充分与高低温环境箱内的流动空气换热，故相应地能够强化被气囊包裹覆盖的电池壳体区域的散热能力，使之温度下降。基于这一原理提供的模拟测试装置，在锂离子电池现有充放电循环测试体系的基础上，仅需增加气囊、阀门、输气管、抽打两用气泵和控制器等零部件，整体而言装置结构简单、制备方便、成本低廉，可以很好地适配现有的测试设施。相应的测试方法中，可以根据温差需要，实时在线调节阀门和抽打两用气泵，控制气囊的干瘪和鼓胀以实现被气囊包裹覆盖的电池壳体区域的散热和保温，这种操作可控性好，可以根据需要随时改变温差设定值，不影响电池原有充放电循环测试设备和流程；同时，只在温差突破其上下限范围时才执行阀门和抽打两用气泵的调节操作，其气泵每次工作时间很短，故这种方法能够很好地节约能耗，有利于测试装置的长时间稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例中考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置的结构示意图，图中11、12、13分别为锂离子电池的壳体、正极柱和负极柱，2为充放电测试柜，31、32、33分别为气囊的开口折边、袋状本体和气嘴，41为阀门，42为输气管，43为抽打两用气泵，51为第一温度传感器，52为第二温度传感器，6为控制器。
图2为图1中锂离子电池的结构示意图，其中1为锂离子电池，11、12、13分别为锂离子电池1的壳体、正极柱和负极柱。
图3为图1中气囊的结构示意图，其中3为气囊，31、32、33分别为气囊的开口折边31、袋状本体32和气嘴33。
图4是本实施例中考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至图3所示，一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，包括锂离子电池1、充放电测试柜2、气囊3、阀门41、输气管42、抽打两用气泵43、第一温度传感器51、第二温度传感器52和控制器6，所述锂离子电池1设有壳体11、正极柱12和负极柱13，所述锂离子电池1的正极柱12和负极柱13分别和充放电测试柜2电性连接，所述气囊3包括开口折边31、袋状本体32和气嘴33，所述气囊3的开口折边31通过胶接方式与锂离子电池1的壳体11的部分区域机械连接并由此形成气囊3和壳体11之间的密闭空间，所述气囊3的气嘴33依次通过阀门41和输气管42与抽打两用气泵43连通，所述气囊3与壳体11形成的密闭空间的内部设有第一温度传感器51且第一温度传感器51粘贴于壳体11表面，壳体11、第一温度传感器51和部分折边31的边缘被袋状本体32遮挡，故画成虚线，所述气囊3的外部空间设有第二温度传感器52且第二温度传感器52粘贴于壳体11表面，所述阀门41、抽打两用气泵43、第一温度传感器51和第二温度传感器52分别与控制器6电性连接。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，所述气囊3由以下材料中的任意一种制成：铜，铝，铜合金，铝合金。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，所述气囊3的袋状本体32的壁厚在0.01毫米至0.2毫米之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，所述气囊3的开口折边31通过胶接方式与锂离子电池1的壳体11之间形成密封，开口折边31和壳体11之间胶层的厚度在0.1毫米至10毫米之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，当所述阀门41关闭时，气囊3与壳体11经开口折边31处的胶接密封而形成气密空间。
如图4所示，应用于上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置的测试方法，用于在锂离子电池1充放电循环测试过程中形成壳体11中特定区域相对于其他区域的局部高温，包括以下步骤：
步骤S1、根据模拟测试需要确定需要形成局部高温的壳体11的区域以及该特定区域相对于其他区域的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax；
步骤S2、将气囊3的开口折边31沿着步骤S1确定的需要形成局部高温的壳体11的区域的边缘与壳体11胶接，并完成考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置中剩余各组成部分的连接组装；
步骤S3、将锂离子电池1和气囊3置于高低温环境箱，并设定高低温环境箱内的温度为测试所需温度，启动充放电测试柜2对锂离子电池1进行充放电循环测试；
步骤S4、锂离子电池1的充放电循环测试过程，以充放电循环测试启动时刻为t＝0时刻，设定t＝0时刻控制器6的工作状态值A＝-1，并设定控制器6的执行时间间隔为Δt，其中时间间隔Δt处于1秒至2分钟之间，在t＝NΔt时刻，其中N为正整数，依次执行以下子步骤：
子步骤S4.1、分别获得第一温度传感器51的温度采集值T1和第二温度传感器52的温度采集值T2并计算二者的温差ΔT：
ΔT＝T1-T2 (1)
子步骤S4.2、将第一温度传感器51的温度采集值T1和第二温度传感器52的温度采集值T2的温差ΔT与步骤S1确定的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax比较以设置控制器6的工作状态值A，：
(i)若ΔT<ΔTmin，则设置控制器6的工作状态值A＝1；
(ii)若ΔTmin≤ΔT≤ΔTmax，则控制器6的工作状态值A的取值维持上一时刻的取值不变；
(iii)若ΔT>ΔTmax，则设置控制器6的工作状态值A＝-1；
子步骤S4.3、将控制器6的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值比较，若二者相同，则不执行任何操作；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝1，则启动抽打两用气泵43并将其设置于打气模式，开启阀门41，等待t0时间后依次关闭阀门41和抽打两用气泵43，其中等待时间t0处于1秒至30秒之间；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝-1，则启动抽打两用气泵43并将其设置于抽气模式，开启阀门41，等待t0时间后依次关闭阀门41和抽打两用气泵43，其中等待时间t0处于1秒至30秒之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，步骤S1中所述温差下限值ΔTmin处于1℃至15℃之间，温差上限值ΔTmax大于温差下限值ΔTmin且二者之差处于1℃至5℃之间。
上述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，当子步骤S4.3中抽打两用气泵43设置于打气模式时，抽打两用气泵43向气囊3打气且打气压力的表压值处于5kPa至100kPa之间；当子步骤S4.3中抽打两用气泵43设置于抽气模式时，抽打两用气泵43从气囊3抽气且抽气压力的表压值处于-50kPa至-5kPa之间。
实施例
某方形塑料壳体锂离子电池用于风冷式储能系统，其正负极活性物质分别为NCM三元材料和石墨，尺寸为470mm×120mm×950mm。由于该电池尺寸较大且受制于其所处系统中风冷部件设计因素，电池单体实际工作过程壳体各部分区域的散热条件不一致，相应的各区域也存在一定的温差。为了模拟电池真实服役过程壳体表面温差因素，并评估该电池在自身存在明显温差情况下的循环寿命，对该电池进行充放电模拟测试。
根据测试需要，选定电池尺寸为470mm×950mm的某个大面的特定区域，该特定区域为尺寸是300mm×500mm的矩形，位于其所处大面居中处；确定该特定区域相对于其他区域的温差下限值ΔTmin＝3℃、温差上限值ΔTmax＝5℃。
测试前，首先将铜箔制成的气囊3的开口折边31沿着步骤S1确定的需要形成局部高温的壳体11的区域的边缘与壳体11胶接，开口折边31的宽度为5mm，开口折边31和壳体11之间胶层的厚度为5毫米，气囊3的袋状本体32的壁厚为0.1毫米，并完成考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置中剩余各组成部分的连接组装；
测试时，将锂离子电池1和气囊3置于高低温环境箱，并设定高低温环境箱内的温度为20±1℃，启动充放电测试柜2对锂离子电池1进行充放电循环测试，充放电倍率均为1C，循环次数为5000次。
锂离子电池1的充放电循环测试过程，以充放电循环测试启动时刻为t＝0时刻，设定t＝0时刻控制器6的工作状态值A＝-1，并设定控制器6的执行时间间隔为Δt＝1分钟，在t＝NΔt时刻，其中N为正整数，依次执行以下子步骤：
子步骤S4.1、分别获得第一温度传感器51的温度采集值T1和第二温度传感器52的温度采集值T2并计算二者的温差ΔT：
ΔT＝T1-T2 (1)
子步骤S4.2、将第一温度传感器51的温度采集值T1和第二温度传感器52的温度采集值T2的温差ΔT与步骤S1确定的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax比较以设置控制器6的工作状态值A，：
(i)若ΔT<ΔTmin，则设置控制器6的工作状态值A＝1；
(ii)若ΔTmin≤ΔT≤ΔTmax，则控制器6的工作状态值A的取值维持上一时刻的取值不变；
(iii)若ΔT>ΔTmax，则设置控制器6的工作状态值A＝-1；
子步骤S4.3、将控制器6的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值比较，若二者相同，则不执行任何操作；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝1，则启动抽打两用气泵43并将其设置于打气模式，开启阀门41，等待t0＝5秒时间后依次关闭阀门41和抽打两用气泵43；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝-1，则启动抽打两用气泵43并将其设置于抽气模式，开启阀门41，等待t0＝5秒时间后依次关闭阀门41和抽打两用气泵43。
本实施例中，当测试刚刚开始时，t＝1分钟时刻，第一温度传感器51的温度采集值T1＝20.3℃，第二温度传感器52的温度采集值T2＝20.2℃，二者之差ΔT＝0.1℃，故ΔT<ΔTmin，则设置A＝1，而前一时刻即t＝0时刻预设控制器6的工作状态值A＝-1，故t＝1分钟时刻控制器6的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值不同且当前时刻工作状态值A＝1，则启动抽打两用气泵43并将其设置于打气模式，开启阀门41，等待t0＝5秒时间后依次关闭阀门41和抽打两用气泵43。
t＝2分钟时刻，第一温度传感器51的温度采集值T1＝23.6℃，第二温度传感器52的温度采集值T2＝20.9℃，二者之差ΔT＝2.7℃，故ΔT<ΔTmin，则设置A＝1，而上一时刻即t＝1分钟时刻控制器6的工作状态值A＝1，故t＝2分钟时刻控制器6的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值相同，则t＝2分钟时刻不执行任何操作。
t＝3分钟时刻，第一温度传感器51的温度采集值T1＝25.6℃，第二温度传感器52的温度采集值T2＝21.4℃，二者之差ΔT＝4.2℃，故ΔTmin≤ΔT≤ΔTmax，则A的取值维持上一时刻即t＝2分钟时刻的取值不变，即t＝3分钟时刻控制器6的工作状态值A＝1，相应地t＝3分钟时刻不执行任何操作。
t＝4分钟时刻，第一温度传感器51的温度采集值T1＝27.5℃，第二温度传感器52的温度采集值T2＝21.9℃，二者之差ΔT＝5.6℃，ΔT>ΔTmax，则设置A＝-1，而上一时刻即t＝3分钟时刻控制器6的工作状态值A＝1，故t＝4分钟时刻控制器6的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值不同且当前时刻工作状态值A＝-1，则启动抽打两用气泵43并将其设置于抽气模式，开启阀门41，等待t0＝5秒时间后依次关闭阀门41和抽打两用气泵43。
本实施例提供的考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置及测试方法，突破了公知技术方案的局限性，传统上一般单纯使用保温材料对电池表面局部进行保温以提高其局部温度，而本实施中充分利用了金属导热能力很强而静止空气导热能力很弱的特点，并有效借助电池充放电过程自身的产热，当需要提高特定区域温度时，则往金属气囊内打气，提高气囊内空气压力，使得气囊鼓胀并存留静止的空气，气囊和电池壳体之间被导热能力均很弱的静止空气和气囊开口折边处的密封胶隔开，电池壳体被气囊包裹覆盖的区域得不到很好的散热，故该区域的温度会升高，高于气囊外部的壳体区域；而当需要降低特定区域温度时，则从金属气囊中吸气，导致气囊内真空度下降并使得气囊干瘪，进而气囊的带状本体部分紧贴电池壳体，气囊和电池壳体之间的热阻迅速变得很小，而由于气囊具有较大的面积，能够充分与高低温环境箱内的流动空气换热，故相应地能够强化被气囊包裹覆盖的电池壳体区域的散热能力，使之温度下降。基于这一原理提供的模拟测试装置，在锂离子电池现有充放电循环测试体系的基础上，仅需增加气囊、阀门、输气管、抽打两用气泵和控制器等零部件，整体而言装置结构简单、制备方便、成本低廉，可以很好地适配现有的测试设施。相应的测试方法中，可以根据温差需要，实时在线调节阀门和抽打两用气泵，控制气囊的干瘪和鼓胀以实现被气囊包裹覆盖的电池壳体区域的散热和保温，这种操作可控性好，可以根据需要随时改变温差设定值，不影响电池原有充放电循环测试设备和流程；同时，只在温差突破其上下限范围时才执行阀门和抽打两用气泵的调节操作，其气泵每次工作时间很短，故本实施中这种方法能够很好地节约能耗，有利于测试装置的长时间稳定运行。
Claims (8)
1.一种考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，其特征在于，包括锂离子电池(1)、充放电测试柜(2)、气囊(3)、阀门(41)、输气管(42)、抽打两用气泵(43)、第一温度传感器(51)、第二温度传感器(52)和控制器(6)，所述锂离子电池(1)设有壳体(11)、正极柱(12)和负极柱(13)，所述锂离子电池(1)的正极柱(12)和负极柱(13)分别和充放电测试柜(2)电性连接，所述气囊(3)包括开口折边(31)、袋状本体(32)和气嘴(33)，所述气囊(3)的开口折边(31)通过胶接方式与锂离子电池(1)的壳体(11)的部分区域机械连接并由此形成气囊(3)和壳体(11)之间的密闭空间，所述气囊(3)的气嘴(33)依次通过阀门(41)和输气管(42)与抽打两用气泵(43)连通，所述气囊(3)与壳体(11)形成的密闭空间的内部设有第一温度传感器(51)且第一温度传感器(51)粘贴于壳体(11)表面，所述气囊(3)的外部空间设有第二温度传感器(52)且第二温度传感器(52)粘贴于壳体(11)表面，所述阀门(41)、抽打两用气泵(43)、第一温度传感器(51)和第二温度传感器(52)分别与控制器(6)电性连接。
2.权利要求1所述的考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，其特征在于，所述气囊(3)由以下材料中的任意一种制成：铜，铝，铜合金，铝合金。
3.权利要求1所述的考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，其特征在于，所述气囊(3)的袋状本体(32)的壁厚在0.01毫米至0.2毫米之间。
4.权利要求1所述的考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，其特征在于，所述气囊(3)的开口折边(31)通过胶接方式与锂离子电池(1)的壳体(11)之间形成密封，开口折边(31)和壳体(11)之间胶层的厚度在0.1毫米至10毫米之间。
5.权利要求1所述的考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置，其特征在于，当所述阀门(41)关闭时，气囊(3)与壳体(11)经开口折边(31)处的胶接密封而形成气密空间。
6.应用于权利要求1至5中任意一项所述考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置的测试方法，用于在锂离子电池(1)充放电循环测试过程中形成壳体(11)中特定区域相对于其他区域的局部高温，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、根据模拟测试需要确定需要形成局部高温的壳体(11)的区域以及该特定区域相对于其他区域的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax；
步骤S2、将气囊(3)的开口折边(31)沿着步骤S1确定的需要形成局部高温的壳体(11)的区域的边缘与壳体(11)胶接，并完成考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试装置中剩余各组成部分的连接组装；
步骤S3、将锂离子电池(1)和气囊(3)置于高低温环境箱，并设定高低温环境箱内的温度为测试所需温度，启动充放电测试柜(2)对锂离子电池(1)进行充放电循环测试；
步骤S4、锂离子电池(1)的充放电循环测试过程，以充放电循环测试启动时刻为t＝0时刻，设定t＝0时刻控制器(6)的工作状态值A＝-1，并设定控制器(6)的执行时间间隔为Δt，其中时间间隔Δt处于1秒至2分钟之间，在t＝NΔt时刻，其中N为正整数，依次执行以下子步骤：
子步骤S4.1、分别获得第一温度传感器(51)的温度采集值T1和第二温度传感器(52)的温度采集值T2并计算二者的温差ΔT：
ΔT＝T1-T2 (1)
子步骤S4.2、将第一温度传感器(51)的温度采集值T1和第二温度传感器(52)的温度采集值T2的温差ΔT与步骤S1确定的温差下限值ΔTmin和温差上限值ΔTmax比较以设置控制器(6)的工作状态值A，：
(i)若ΔT<ΔTmin，则设置控制器(6)的工作状态值A＝1；
(ii)若ΔTmin≤ΔT≤ΔTmax，则控制器(6)的工作状态值A的取值维持上一时刻的取值不变；
(iii)若ΔT>ΔTmax，则设置控制器(6)的工作状态值A＝-1；
子步骤S4.3、将控制器(6)的工作状态值A的当前时刻取值与上一时刻的取值比较，若二者相同，则不执行任何操作；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝1，则启动抽打两用气泵(43)并将其设置于打气模式，开启阀门(41)，等待t0时间后依次关闭阀门(41)和抽打两用气泵(43)，其中等待时间t0处于1秒至30秒之间；若二者不同且当前时刻工作状态值A＝-1，则启动抽打两用气泵(43)并将其设置于抽气模式，开启阀门(41)，等待t0时间后依次关闭阀门(41)和抽打两用气泵(43)，其中等待时间t0处于1秒至30秒之间。
7.权利要求6中考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，其特征在于，步骤S1中所述温差下限值ΔTmin处于1℃至15℃之间，温差上限值ΔTmax大于温差下限值ΔTmin且二者之差处于1℃至5℃之间。
8.权利要求6中考虑温差因素的锂电池充放电模拟测试方法，其特征在于，当子步骤S4.3中抽打两用气泵(43)设置于打气模式时，抽打两用气泵(43)向气囊(3)打气且打气压力的表压值处于5kPa至100kPa之间；当子步骤S4.3中抽打两用气泵(43)设置于抽气模式时，抽打两用气泵(43)从气囊(3)抽气且抽气压力的表压值处于-50kPa至-5kPa之间。
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