CN115327401A - 一种动力电池循环测试方法 - Google Patents

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朱红
沈赟
王克克
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Abstract

本发明涉及一种动力电池循环测试方法，包括如下步骤：步骤S1：标准放电；步骤S2：静置；步骤S3：慢充充电；步骤S4：静置；步骤S5：放电；步骤S6：重复步骤S2至S5，循环n次，10≥n≥1；步骤S7：快充充电；步骤S8：静置；步骤S9：放电；步骤S10：重复步骤S2至S9，循环m次，m≥100；记录循环的次数和每次放电的能量，基于所述次数和能量，推算所述电池包的电性能。本发明提供的测试方法，能够模拟出快充和慢充两种充电模式，并在放电过程中增加了脉冲和回充流程，模拟出了整车行驶时加速和能量回收工况，从而更加准确的反应电池包的实际状态，符合整车实际运行工况，大大提高了测试结果的准确性。

Description

一种动力电池循环测试方法
技术领域
本发明涉及汽车性能测试技术领域，尤其涉及一种动力电池循环测试方法。
背景技术
随着社会发展对于环保、节能等要求的日益增加，新能源汽车已经成为了汽车领域的重点发展方向。而动力电池作为电动汽车中的重要部件，其性能的好坏将直接影响到电动汽车的发展和应用前景。
由于动力电池的寿命是动力电池的重要性能指标，为了研究动力电池的寿命，当前采用的测试方法大多是采用25℃，1C充电，1C放电的循环测试流程，该流程温升大，测试周期长，与动力电池安装于电动汽车运行时的实际工况相差大，不能准确模拟整车实际工况，无法得到准确的电池包循环后电性能数据，因此，测试的有效性较差。
因此，如何提供一种既能够模拟动力电池应用时的实际工况，又能够节约测试时间和成本的动力电池循环测试方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明提供一种动力电池循环测试方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种动力电池循环测试方法，包括如下步骤：
步骤S1：标准放电，包括：将电池包放置在温度箱中，调节所述温度箱内的温度至25℃，以1C电流放电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S2：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；
步骤S3：慢充充电，包括：采用慢充电流对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S4：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；
步骤S5：放电，包括：脉冲流程和回充流程，所述放电是指：
步骤S51：0.5C电流放电15min；
步骤S52：静置10s；
步骤S53：2C电流放电30s；
步骤S54：静置10s；
步骤S55：0.5C电流充电10s；
步骤S56：重复步骤S51～S55，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S6：重复步骤S2至S5，循环n次，10≥n≥1；
步骤S7：快充充电，包括：采用快充电流对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S8：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；
步骤S9：放电；
步骤S10：重复步骤S2至S9，循环m次，m≥100；
记录循环的次数和每次放电的能量，基于所述次数和能量，推算所述电池包的电性能。
较佳地，所述稳定状态是指：在a分钟时间内，所述电池包内各单体电芯的电压和温度的变化值分别小于第一阈值和第二阈值。
较佳地，所述电池包上安装有冷却系统，在循环测试过程中，由控制器控制所述冷却系统的开启和关闭。
较佳地，所述控制器还控制所述冷却系统中冷却液的初始温度和流量。
较佳地，所述控制器控制所述冷却系统在步骤S3、S5、S7以及S9中开启，并令所述电池包的温度≤35℃。
较佳地，所述控制器控制所述冷却系统在步骤S2、S4以及S8中开启。
较佳地，在步骤S3和S7的充电过程中，均采用阶梯式充电方式进行充电。
与现有技术相比，本发明提供的动力电池循环测试方法具有如下优点：
1、本发明提供的测试方法，模拟出了快充和慢充两种充电模式，并在放电过程中增加了脉冲和回充流程，模拟出了整车行驶时加速和能量回收工况，从而更加准确的反应电池包的实际状态，符合整车实际运行工况，大大提高了测试结果的准确性；
2、本发明在电池包上增加冷却系统，通过对冷却系统的控制，可以实现快速降温，确保检测安全性的同时，还能缩短检测时间，降低成本。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中动力电池循环测试方法的流程图；
图2a为本发明一具体实施方式中，采用阶梯式电流充电，慢充充电过程中电流和电压随着时间变化的曲线图；
图2b为本发明一具体实施方式中，采用阶梯式电流充电，慢充充电过程中电流和SOC随着时间变化的曲线图；
图3a为本发明一具体实施方式中，采用阶梯式电流充电，放电过程中电流和电压随着时间变化的曲线图；
图3b为本发明一具体实施方式中，采用阶梯式电流充电，放电过程中电流和SOC随着时间变化的曲线图；
图4a为本发明一具体实施方式中，采用阶梯式电流充电，快充充电过程中电流和电压随着时间变化的曲线图；
图4b为本发明一具体实施方式中，采用阶梯式电流充电，快充充电过程中电流和SOC随着时间变化的曲线图。
具体实施方式
为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
本发明提供的动力电池循环测试方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1：标准放电，包括：将电池包放置在温度箱中，调节所述温度箱内的温度至25℃，以1C电流放电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限，本申请中的“可用电压”是指制造商按照不同电池类型规定的电压，例如一些实施例中，某型号电池包的可用电压范围为2.8V～4.2V，则可用电压的下限即为2.8V，可用电压的上限即为4.2V。
步骤S2：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃，具体地，所述稳定状态是指：在a分钟时间内，所述电池包内各单体电芯的电压和温度的变化值分别小于第一阈值和第二阈值，在一些实施例中，a可以取30s～5min内的任意时间值，第一阈值可以取0.1V，第二阈值可以取0.1℃。需要说明的是，在所有“静置”的步骤中(包括步骤S2、S4以及S8)可以采用冷却系统，加速降温，从而节约测试的时间和成本。
请参考图2a和图2b，步骤S3：慢充充电，包括：采用慢充电流(例如0.3C)对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限，关于“可用电压”及“下限”的说明可参见步骤S1；
步骤S4：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃，具体说明可参见步骤S2；
请参考图3a和图3b，步骤S5：放电，包括：脉冲流程和回充流程。所述放电是指：
步骤S51：0.5C电流放电15min，此时模拟车辆匀速行驶时的电池包使用状态；
步骤S52：静置10s；
步骤S53：2C电流放电30s，此时为脉冲流程，用于模拟车辆加速时的电池包使用状态；
步骤S54：静置10s；
步骤S55：0.5C电流充电10s，此时为回充流程，用于模拟刹车时，部分电流回充时的电池包使用状态；
步骤S56：重复步骤S51～S55，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限，本申请在放电过程中加入了脉冲流程和回充流程，准确模拟整车行驶时加速和能量回收工况。
步骤S6：重复步骤S2至S5，该循环可定义为第一循环，循环n次，10≥n≥1。
请参考图4a和图4b，步骤S7：快充充电，包括：采用快充电流(例如1C)对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限，关于“可用电压”及“下限”的说明可参见步骤S1；
步骤S8：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃，具体说明可参见步骤S2；
步骤S9：放电，放电的具体步骤与步骤S5相同；
步骤S10：重复步骤S2至S9，定义为第二循环，循环m次，m≥100。本申请中，第二循环包含第一循环，即模拟多次慢充流程对应一次快充流程，可以用于对应实际应用中，家用慢充设备和公共快充设备的数量和使用频次等。本申请的测试方法同时考虑了快充和慢充两种充电模式，进一步准确模拟整车实际工况，继而得到电池包循环后电性能数据。
记录循环的次数和每次放电的能量，基于所述次数和能量，推算所述电池包的电性能，例如，电池包首次测试放电能量为50度电，对应续航里程为400公里，测试m次后，电池包剩余放电能量为30度电，则对应续航里程为400公里×(30÷50)＝240公里，以此类推，经过简单的比例计算，即可获得测试m次后电池包的电性能。
本发明采用上述测试方法，缩短了测试时间，且能够准确模拟整车工况，准确获得整车行驶一定公里数后电池包的电性能、安全性和可靠性数据。
较佳地，所述电池包上安装有冷却系统，该冷却系统可以是电池包自带的也可以是测试专用的，所述冷却系统的结构和控制方式本申请不予限定，能够实现电池包的冷却降温作用即可。在循环测试过程中，由控制器控制所述冷却系统的开启和关闭；所述控制器还控制所述冷却系统中冷却液的初始温度和流量，例如，采用绕设于电池包内的冷却管道作为冷却设备，冷却管道内流通有冷却液，采用PID控制方式控制流入冷却管道内的冷却液的初始温度和流量，继而根据实际需求对电池包进行冷却降温，确保测试的安全性的同时，缩短测试时间，节约测试成本。
较佳地，所述控制器可以控制所述冷却系统在步骤S3、S5、S7以及S9中开启，并令所述电池包的温度≤35℃，本申请在电池包进行充电和放电的过程中对电池包进行冷却降温，避免充放电过程中产生的热量造成温度过高，继而增加降温等待时间，能够大大减少测试的时间和成本。
较佳地，所述控制器控制所述冷却系统在步骤S2、S4以及S8中开启，即本申请在电池包进行静置时对电池包进行降温，缩短静置等待时间，进一步节约测试的时间和成本。
较佳地，在步骤S3和S7的充电过程中，均采用阶梯式充电方式进行充电。具体地，所述阶梯式充电方式是指按照不同的充电阶段采用不同的充电电流对电池包进行充电，例如，对于步骤S3中的慢充充电，在充电量为0～95％时，按照0.2C电流充电，在充电量为95％～100％，按照0.1C电流充电；对于步骤S7中的快充充电，在充电量为0～80％时，按照1C电流充电，在充电量为80％～90％，按照0.8C电流充电，在充电量为90％～95％时，按照0.5C电流充电，在充电量为95％～100％，按照0.3C电流充电。本申请采用阶梯式充电方式，更加接近整车实际使用的充电方式，进一步提高测试的准确性。
综上所述，本发明提供的动力电池循环测试方法，包括如下步骤：步骤S1：标准放电，包括：将电池包放置在温度箱中，调节所述温度箱内的温度至25℃，以1C电流放电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；步骤S2：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；步骤S3：慢充充电，包括：采用慢充电流对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；步骤S4：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤
30℃；步骤S5：放电，所述放电是指：步骤S51：0.5C电流放电15min；步骤S52：静置10s；步骤S53：2C电流放电30s；步骤S54：静置10s；步骤S55：0.5C电流充电10s；步骤S56：重复步骤S51～S55，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；步骤S6：重复步骤S2至S5，循环n次，10≥n≥1；步骤S7：快充充电，包括：采用快充电流对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；步骤S8：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；步骤S9：放电；步骤S10：重复步骤S2至S9，循环m次，m≥100；记录循环的次数和每次放电的能量，基于所述次数和能量，推算所述电池包的电性能。本发明提供的测试方法，模拟出了快充和慢充两种充电模式，并在放电过程中增加了脉冲流程和回充流程，脉冲流程用大电流模拟整车加速，回充流程模拟整车能量回收过程，从而模拟出了整车行驶时加速和能量回收工况，从而更加准确的反应电池包的实际状态，符合整车实际运行工况，大大提高了测试结果的准确性。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种动力电池循环测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：标准放电，包括：将电池包放置在温度箱中，调节所述温度箱内的温度至25℃，以1C电流放电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S2：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；
步骤S3：慢充充电，包括：采用慢充电流对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S4：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；
步骤S5：放电，包括：脉冲流程和回充流程，所述放电是指：
步骤S51：0.5C电流放电15min；
步骤S52：静置10s；
步骤S53：2C电流放电30s；
步骤S54：静置10s；
步骤S55：0.5C电流充电10s；
步骤S56：重复步骤S51～S55，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S6：重复步骤S2至S5，循环n次，10≥n≥1；
步骤S7：快充充电，包括：采用快充电流对所述电池包进行充电，直至所述电池包的电压达到可用电压的下限；
步骤S8：静置，直至所述电池包内各单体电芯的电压和温度达到稳定状态，且所述电池包的最高温度≤30℃；
步骤S9：放电；
步骤S10：重复步骤S2至S9，循环m次，m≥100；
记录循环的次数和每次放电的能量，基于所述次数和能量，推算所述电池包的电性能。
2.如权利要求1所述的动力电池循环测试方法，其特征在于，所述稳定状态是指：在a分钟时间内，所述电池包内各单体电芯的电压和温度的变化值分别小于第一阈值和第二阈值。
3.如权利要求1所述的动力电池循环测试方法，其特征在于，所述电池包上安装有冷却系统，在循环测试过程中，由控制器控制所述冷却系统的开启和关闭。
4.如权利要求3所述的动力电池循环测试方法，其特征在于，所述控制器还控制所述冷却系统中冷却液的初始温度和流量。
5.如权利要求4所述的动力电池循环测试方法，其特征在于，所述控制器控制所述冷却系统在步骤S3、S5、S7以及S9中开启，并令所述电池包的温度≤35℃。
6.如权利要求3或5所述的动力电池循环测试方法，其特征在于，所述控制器控制所述冷却系统在步骤S2、S4以及S8中开启。
7.如权利要求1所述的动力电池循环测试方法，其特征在于，在步骤S3和S7的充电过程中，均采用阶梯式充电方式进行充电。
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