CN115951242B - 一种电池测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池测试方法,该方法包括:获取充放电倍率组C=(c1,c2,...,ci,...,cn);ci为预设的第i个充放电倍率;获取结束电量组Q=(q1,q2,...,qj,...,qm);qj为预设的第j个结束电量;将目标电池放置于密封的温控盒内;温控盒包括盒体和隔热板;盒体的一个内侧壁上开设有凹槽,隔热板的端部通过凹槽的端口延伸至与盒体的外壁齐平或位于盒体外的位置;盒体的导热率和隔热板的导热率均小于预设阈值;控制荷电状态为第一初始电量的目标电池以ci进行充电,并获取目标电池的荷电状态增加至第j个结束电量时目标电池的温度a1i j。由此,达到了节约能源的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,特别是涉及一种电池测试方法。
背景技术
在电池出厂前,往往需要对处于绝热状态的电池进行热失控分析,目前一般是使用ARC(AcceleratingRateCalorimeter,加速量热仪)仓对处于绝热状态的电池进行热失控分析。
ARC仓包括仓体、第一测温件、第二测温件和温度控制件,仓体内设置有空腔,第一测温件用于测量放置于仓体的空腔内的待测电池的温度,第二测温件用于测量空腔的气温,温度控制件用于对空腔内的气温进行调节。在使用ARC仓对待测电池进行绝热状态的热失控分析时,首先要对待测电池进行绝热状态的温度测试,将待测电池放置至仓体的空腔内,然后使用设定的充电倍率对待测电池进行充电,此时第一测温件可以测量得到待测电池的温度,第二测温件可以测量得到空腔内的气温,根据第一测温件和第二测温件的温度测量结果控制温度控制件对空腔内的气温进行调节,以使待测电池的温度与空腔的温度基本上始终较为相近,此时待测电池与外界的热交换较少,进而待测电池处于近似于热交换的状态。最后根据待测电池在温度测试的过程中的温度变化,可以对待测电池进行绝热状态的热失控分析。
但是,由于ARC仓是通过调节空腔内的气温与待测电池的温度相似以为待测电池提供近似绝热的环境的,且在对待测电池进行充电的过程中待测电池的温度会不断发生变化,因此在使用ARC仓对充电过程中的待测电池进行绝热状态的温度测试时,不仅需要对待测电池进行供电,还需要对ARC仓中的第一测温件、第二测温件和温度控制件等部件进行供电,以使ARC仓的空腔内的气温随着待测电池的温度变化而不断变化,进而较为浪费能源。
发明内容
针对上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明提供了一种电池测试方法,该方法包括以下步骤:
S110,获取充放电倍率组C=(c1,c2,...,ci,...,cn),i=1,2,...,n;其中,ci为预设的第i个充放电倍率,n为预设的充放电倍率的数量。
S120,获取结束电量组Q=(q1,q2,...,qj,...,qm),j=1,2,...,m;其中,qj为预设的第j个结束电量,m为预设的结束电量的数量。
S130,将目标电池放置于密封的温控盒内;目标电池的每一侧壁均与温控盒的内壁抵接;温控盒包括盒体和隔热板;盒体的一个内侧壁上开设有凹槽,凹槽的两端延伸至与盒体的外壁齐平的位置;隔热板位于凹槽内,凹槽的每一内侧壁均与隔热板抵接;隔热板靠近目标电池的一侧与目标电池抵接;隔热板的端部通过凹槽的端口延伸至与盒体的外壁齐平或位于盒体外的位置;隔热板与盒体可拆卸连接;盒体的导热率和隔热板的导热率均小于预设阈值。
S140,控制荷电状态为第一初始电量的目标电池以ci进行充电,并获取目标电池的荷电状态增加至第j个结束电量时目标电池的温度a1i j,以得到目标电池的第一温度列表a1=(a11,a12,...,a1i,...,a1n),a1i=(a1i 1,a1i 2,...,a1i j,...,a1i m);其中,a1i为ci对应的第一温度组。
本发明至少具有以下有益效果:
本发明通过采用导热率较小的温控盒而尽量减少目标电池与温控盒外的环境之间的热交换量,且通过采用目标电池的每一侧壁均与所述温控盒的内壁抵接,即温控盒的内壁与目标电池之间的空间较小,进而可以减少该空间与目标电池之间的热交换量,因此,本发明中的温控盒可以为目标电池提供近似绝热的环境,进而通过温控盒可以对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试。相比于相关技术中通过ARC仓对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,ARC仓是通过调节其空腔内的气温与其内目标电池的温度相似,以为目标电池提供近似绝热的环境,进而采用ARC仓进行上述温度测试时不仅需要对待测电池进行供电,还需要对ARC仓中的第一测温件、第二测温件和温度控制件等部件进行供电,而本发明在通过温控盒对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试时,仅对目标电池进行供电以充电即可,无需对温控盒进行供电,达到了节约能源的目的。
进一步的,相比于通过ARC仓对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,本发明中是通过对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,在温控盒可以为其内的目标电池提供近似绝热的环境的前提下,温控盒相对ARC仓结构简单,进而本发明中对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试的测试设备成本较低。在相关技术中,是通过ARC仓对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试的过程中,需要ARC仓中的多种部件相互配合,以调节进行空腔内的气温与待测电池的温度相似,进而每次测试时ARC仓部件的工作损耗也使测试成本较高,而本发明中每次测试时对温控盒的损耗较少,进而每次测试的成本较低,基于实际的成本考虑,本发明中对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试可以进行更多次,每次测试对应的充放电倍率不同,进而可以为热失控分析提供更多的数据,以使热失控分析的结果更加全面和准确,提高目标电池的同型号电池的使用安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池测试方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的安装有隔热板的温控盒的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的安装有通液板的温控盒的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的与软包电池配合使用且安装有通液板的温控盒的结构示意图。
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,本领域技术人员在没有作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。
本发明实施例提供了一种电池测试方法,如图1所示的电池测试方法的流程图,该方法包括以下步骤:
S110,获取充放电倍率组C=(c1,c2,...,ci,...,cn),i=1,2,...,n。
其中,ci为预设的第i个充放电倍率,n为预设的充放电倍率的数量。
示例性的,n=10,c1=0.1C,c2=0.33C,c3=0.5C……
S120,获取结束电量组Q=(q1,q2,...,qj,...,qm),j=1,2,...,m。
其中,qj为预设的第j个结束电量,m为预设的结束电量的数量。
示例性的,m=11,q1=100%,q2=90%,q3=80%,……,qm-1=10%,qm=0%。
S130,将目标电池放置于密封的温控盒内。
其中,目标电池的每一侧壁均与温控盒的内壁抵接;温控盒包括盒体和隔热板;盒体的一个内侧壁上开设有凹槽,凹槽的两端延伸至与盒体的外壁齐平的位置;隔热板位于凹槽内,凹槽的每一内侧壁均与隔热板抵接;隔热板靠近目标电池的一侧与目标电池抵接;隔热板的端部通过凹槽的端口延伸至与盒体的外壁齐平或位于盒体外的位置;隔热板与盒体可拆卸连接;盒体的导热率和隔热板的导热率均小于预设阈值。
具体的,根据目标电池的极耳与目标电池连接的位置,在盒体的体壁上贯穿开设有极耳口。盒体包括上盒体和下盒体,上盒体和下盒体相互靠近的一侧壁均开口,上盒体靠近下盒体的端面和下盒体靠近上盒体的端面均设置为密封面,上盒体的密封面与下盒体的密封面抵接。隔热板通过凹槽可拆卸插接在上盒体和下盒体内。隔热板为实体板,隔热板和盒体的材质均为绝热材料,例如气凝胶或真空板等,优选的,隔热板和盒体的材质可以为气凝胶,进而隔热板和盒体均具有一定的弹性,在盒体中安装隔热板时,可以对隔热板进行压缩,在将处于压缩状态的隔热板通过凹槽插入在盒体内后,再撤销对隔热板进行压缩的力,此时隔热板会逐渐恢复形变,直至与盒体紧密抵接,此时隔热板与盒体之间基本上不存在缝隙,可以提升温控盒的密封性。其中,温控盒的具体结构可以如图2所示,图2中的1为凹槽,2为上盒体,3为隔热板,4为下盒体,5为极耳口。
目标电池上可以贴有温度传感器,温度传感器用于对目标电池进行温度检测,温度传感器的厚度尽量小,以减小目标电池与温控盒的内壁之间的空间,若温度传感器带有引线,则引线也可以通过极耳口延伸至温控盒外。
上述步骤S130的一种具体的实施方式可以如下,相对下盒体打开上盒体,将连接有极耳的目标电池放入下盒体内,此时目标电池的下端抵接在下盒体内,且目标电池与隔热板抵接,极耳通过极耳口从下盒体伸出。然后再将上盒体盖在下盒体上,以使目标电池的上端抵接在上盒体内,同时隔热板的上端通过上盒体的凹槽与上盒体插接,每一极耳口内的极耳紧密抵接在该极耳口内,盒体的材质为具有一定弹性的气凝胶可以使极耳与盒体之间更加密封。再可以通过将上盒体与下盒体向相互靠近的方向施加挤压力,或者通过在上盒体与下盒体之间填充密封胶等方式对上盒体与下盒体之间进行密封。
S140,控制荷电状态为第一初始电量的目标电池以ci进行充电,并获取目标电池的荷电状态增加至第j个结束电量时目标电池的温度a1i j,以得到目标电池的第一温度列表a1=(a11,a12,...,a1i,...,a1n),a1i=(a1i 1,a1i 2,...,a1i j,...,a1i m)。
其中,a1i为ci对应的第一温度组。
具体的,第一初始电量可以为0%。
在上述步骤S140之前,可以先对盒体内的目标电池进行如下第一预处理:在上盒体相对下盒体处于打开状态时,可以通过极耳对目标电池进行放电,以使目标电池达到第一初始电量,然后静置目标电池直至目标电池的温度与周围环境的温度相同,再将上盒体盖在下盒体上,并对上盒体与下盒体之间进行密封,此时可以将荷电状态为第一初始电量的目标电池密封在温控盒内。
上述步骤S140的一种具体的实施方式可以如下:在对盒体内的目标电池进行上述第一预处理后,可以通过极耳使该目标电池以C中的c1进行第1次充电,并获取目标电池的荷电状态增加至Q中的每一结束电量时目标电池的温度;接着再对目标电池进行第一预处理,然后再通过极耳使该目标电池以C中的c2进行第2次充电,并获取目标电池的荷电状态增加至Q中的每一结束电量时目标电池的温度……直至对目标电池进行n次充电,可以得到a1。
由此可知,本发明通过采用导热率较小的温控盒而尽量减少目标电池与温控盒外的环境之间的热交换量,且通过采用目标电池的每一侧壁均与温控盒的内壁抵接,即温控盒的内壁与目标电池之间的空间较小,进而可以减少该空间与目标电池之间的热交换量,因此,本发明中的温控盒可以为目标电池提供近似绝热的环境,进而通过温控盒可以对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试。相比于相关技术中通过ARC仓对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,ARC仓是通过调节其空腔内的气温与其内目标电池的温度相似,以为目标电池提供近似绝热的环境,进而采用ARC仓进行上述温度测试时不仅需要对待测电池进行供电,还需要对ARC仓中的第一测温件、第二测温件和温度控制件等部件进行供电,而本发明在通过温控盒对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试时,仅对目标电池进行供电以充电即可,无需对温控盒进行供电,达到了节约能源的目的。
进一步的,相比于通过ARC仓对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,本发明中是通过对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,在温控盒可以为其内的目标电池提供近似绝热的环境的前提下,温控盒相对ARC仓结构简单,进而本发明中对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试的测试设备成本较低。在相关技术中,是通过ARC仓对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试的过程中,需要ARC仓中的多种部件相互配合,以调节进行空腔内的气温与待测电池的温度相似,进而每次测试时ARC仓部件的工作损耗也使测试成本较高,而本发明中每次测试时对温控盒的损耗较少,进而每次测试的成本较低,基于实际的成本考虑,本发明中对充电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试可以进行更多次,每次测试对应的充放电倍率不同,进而可以为热失控分析提供更多的数据,以使热失控分析的结果更加全面和准确,提高目标电池的同型号电池的使用安全性。
另外,ARC仓的设备成本较高,进而测试人员可以使用的ARC仓的数量较少,且一个ARC仓同一时间只能对一个目标电池进行测试,因此同一时间只能通过较少量的ARC仓对较少量的目标电池进行测试,以致测试得到大量目标电池的第一温度列表的效率较低。而本发明中的温控盒成本较低,测试人员可以使用大量的温控盒,因此同一时间可以通过大量的温控盒对大量的目标电池进行测试,以致测试得到大量目标电池的第一温度列表的效率较高。
可选的,在步骤S130之后,该方法还包括以下步骤:
S150,控制荷电状态为第二初始电量的目标电池以ci进行放电,并获取目标电池的荷电状态减小至第j个结束电量时目标电池的温度a2i j,以得到目标电池的第二温度列表a2=(a21,a22,...,a2i,...,a2n),a2i=(a2i 1,a2i 2,...,a2i j,...,a2i m)。
其中,a2i为ci对应的第二温度组;第二初始电量大于第一初始电量。
具体的,第二初始电量可以为100%,上述步骤S150可以在步骤S140之后或在步骤S140之前进行。
在上述步骤S150之前,可以先对盒体内的目标电池进行如下第二预处理:在上盒体相对下盒体处于打开状态时,可以通过极耳对目标电池进行充电,以使目标电池达到第二初始电量,然后静置目标电池直至目标电池的温度与周围环境的温度相同,再将上盒体盖在下盒体上,并对上盒体与下盒体之间进行密封,此时可以将荷电状态为第二初始电量的目标电池密封在温控盒内。
上述步骤S140的一种具体的实施方式可以如下:在对盒体内的目标电池进行上述第二预处理后,可以通过极耳使该目标电池以C中的c1进行第1次放电,并获取目标电池的荷电状态增加至Q中的每一结束电量时目标电池的温度;接着再对目标电池进行第二预处理,然后再通过极耳使该目标电池以C中的c2进行第2次放电,并获取目标电池的荷电状态增加至Q中的每一结束电量时目标电池的温度……直至对目标电池进行n次放电,可以得到a2。
因此,本发明不仅可以对位于温控盒内且处于充电过程中的目标电池进行温度测试,还可以通过对位于温控盒内且处于放电过程中的目标电池进行温度测试,进而可以测试得到绝热状态的目标电池在不同的充放电倍率下进行充放电时的温度变化情况。
在生产目标电池后,一般需要基于目标电池制作电池包以供使用,电池包包括沿目标电池的厚度方向排布的若干目标电池,电池包中的相邻的两个目标电池相互抵接,在电池包工作时,位于两个相邻的目标电池中的一个目标电池相当于处于近似绝热的状态,因此本发明中测试得到的绝热状态的目标电池在不同的充放电倍率下进行充放电时的温度变化情况,可以模拟目标电池的真实使用状态,进而可以得到目标电池在不同的使用条件下的温度变化情况,在对电池包的散热结构进行设计时可以考虑该温度变化情况。
相比于相关技术中对电池包的散热结构进行设计时需要通过对电池包内不同位置的发热量进行多轮测试,以对电池包的散热结构进行多次调整,直至电池包的散热结构能够使电池包中的每一目标电池在工作过程中的温度始终较低,减小电池包在工作过程中自燃或高温损坏等可能性,本发明中可以得到绝热状态的目标电池在不同的充放电情况下的温度变化情况,进而可以基于该温度变化情况和电池包中的目标电池的数量直接设计出较为合理的电池包的散热结构,无需对电池包内不同位置的发热量进行多轮测试和多次调整散热结构,可以提高对电池包进行散热设计的效率。
可选的,在步骤S130之后,方法还包括以下步骤:
S160,将温控盒中的隔热板更换为通液板。
其中,通液板与隔热板的外形和大小均相同,通液板的两端均与盒体的外壁齐平或位于盒体外;通液板与盒体的外壁齐平或位于盒体外的两端分别设置为第一端和第二端,通液板内开设有通液腔,通液腔由第一端的端面贯穿至第二端的端面;通液板的导热率大于隔热板的导热率。
S170,获取温度范围组T=(t1,t2,...,tk,...,th),k=1,2,...,h。
其中,tk为预设的第k个温度范围,h为预设的温度范围的数量。
S180,根据ci和tk进行测试处理得到液体流速bi k,以得到液体流速列表B=(b1,b2,...,bi,...,bn),bi=(bi 1,bi 2,...,bi k,...,bi h)。
其中,bi为ci对应的液体流速组。
测试处理包括以下步骤:
S181,控制目标电池以ci进行循环充放电。
S182,向通液板的通液腔内通入以恒定液体流速v0流动的液体并持续第一时长Δtime1。
S183,将当前的时间作为第一目标时间time1。
S184,确定目标电池的温度是否在tk内;若是,则进行步骤S185,否则,进入步骤S186。
S185,等待第二时长Δtime2后,将当前的时间作为第二目标时间time2,并确定(time2-time1)是否大于预设时长timelen;若是,则进行步骤S188;否则,进行步骤S184。
S186,调整向通液板的通液腔内通入的液体的恒定液体流速v0=(v0+Δv),并持续向通液板的通液腔内通入液体达到Δtime1。
其中,Δv为预设的液体流速增量。
S187,将time1更新为当前的时间。
S188,将此时的v0作为ci和tk对应的液体流速bi k。
具体的,上述步骤S160-S180可以在步骤S140之前、步骤S140之后、步骤S150之前或步骤S150之后进行。可选的,timelen的具体值一般在3分钟至60分钟之间,优选的,timelen可以为目标电池进行一次满充和满放的时间和。液体流速的单位可以为升/分钟。用于通入通液板中的液体可以为温度恒定的冷水或其他液体等。Δv和初始的v0均较小,例如,初始的v0可以为0.1升/分钟,Δv可以为0.1升/分钟。30秒≤Δtime1≤2分钟,在每次向通液板内通入的液体的恒定液体流速变化后,需要维持以当前的恒定液体流速向通液板内通入液体达到Δtime1,以使通入通液板内的恒定液体流速的液体对目标电池的热量影响较为恒定。Δtime2=timelen/α,5≤α≤30。其中,将温控盒中的隔热板更换为通液板后温控盒的具体结构可以如图3所示,图3中的1为凹槽,2为上盒体,4为下盒体,5为极耳口,6为通液板,7为通液板内的通液腔。
温控盒的具体形状是根据目标电池设计的,目标电池可以为方壳电池或软包电池等,例如,图2和图3可以为与方壳电池配合使用的温控盒的结构示意图,图4可以为与软包电池配合使用的温控盒的结构示意图,图4中的1为凹槽,2为上盒体,4为下盒体,5为极耳口,6为通液板,7为通液板内的通液腔,图4中的通液板也可以更换为相同外形和大小的隔热板。
因此,本发明可以得到将处于循环充放电状态的目标电池的温度维持在每一温度范围内时所需的液体流速,即可以得到B。在做目标电池的恒温管理系统之前,可以基于目标电池的液体流速列表B,获取每一温度范围和每一充放电倍率对应的液体流速和目标电池的温度范围,进而可以得到尽量保证目标电池温度恒定在每一温度范围内时所需的液体流速,因此可以减小目标电池的恒温管理系统在实际测试或热仿真测试的过程中,由于使用了误差较大的液体流速而导致目标电池出现过温问题、高温性能衰减问题或高温安全问题等,进而可以减少在对目标电池的恒温管理系统进行实际测试或热仿真测试的过程中的调试次数和测试时间,达到了提高对目标电池的恒温管理系统进行实际测试或热仿真测试的效率的目的。
可选的,在步骤S183之后且在步骤S184之前,该方法还包括以下步骤:
S189,确定目标电池开始以ci进行循环充放电后充电和放电的次数是否均达到预设次数;若是,则进入步骤S184。
具体的,循环充放电可以为循环进行满充和满放,基于此,上述步骤S186的一种具体的实施方式可以如下:确定目标电池以ci进行开始以ci进行循环充放电后满充和满放的次数是否均达到预设次数,若是,则进入步骤S183。其中,预设次数可以为1或2。
上述步骤S189的一种具体的实施方式可以如下:周期性确定目标电池开始以ci进行循环充放电后充电和放电的次数是否均达到预设次数,直至确定出目标电池开始以ci进行循环充放电后充电和放电的次数达到预设次数,此时进入步骤S184。其中,周期时长可以设置为15分钟至60分钟。
由此可知,目标电池在刚开始以ci进行充放电时目标电池的工作状态并不稳定,进而温度波动会较大,在预先以ci对目标电池经过几次满充和满放后,继续以ci对目标电池进行充放电的过程中的目标电池的温度波动较小,测试得到的bi k可以较为准确的反映基于ci进行充放电的目标电池的温度维持在tk内时所需的液体流速。
可选的,在通液板与目标电池抵接后,通液板与目标电池之间存在缝隙;
在步骤S160之后,且在步骤S180之前,方法还包括以下步骤:
S190,在通液板与目标电池之间的缝隙内填充导热介质;导热介质的导热率大于空气的导热率。
具体的,导热介质可以设置为导热硅胶。
通液板和目标电池相互抵接的表面并不是理想平面,进而抵接状态的通液板与目标电池之间会存在缝隙,该缝隙内填充的导热介质可以使通入通液板中的液体与目标电池之间的热交换效果更好,进而基于ci进行充放电的目标电池的温度维持在tk内时所需的液体流速可以更准确的反映目标电池与通液板中的液体的热交换情况。
可选的,在步骤S130之后,方法还包括以下步骤:
S210,将温控盒中的隔热板更换为通液板;通液板与隔热板的外形和大小均相同,通液板的两端均与盒体的外壁齐平或位于盒体外;通液板与盒体的外壁齐平或位于盒体外的两端分别设置为第一端和第二端,通液板内开设有通液腔,通液腔由第一端的端面贯穿至第二端的端面;通液板的导热率大于隔热板的导热率;
S220,向通液板内通入恒定以预设液体流速流动的液体;
S230,控制荷电状态为第二初始电量的目标电池以ci进行放电,并获取目标电池的荷电状态减小至第j个结束电量时目标电池的温度a3i j,以得到目标电池的第三温度列表A3=(a31,a32,...,a3i,...,a3n),a3i=(a3i 1,a3i 2,...,a3i j,...,a3i m);其中,a3i为ci对应的第三温度组;第二初始电量大于第一初始电量
S240,控制荷电状态为第一初始电量的目标电池以ci进行充电,并获取目标电池的荷电状态增加至第j个结束电量时目标电池的温度a4i j,以得到目标电池的第四温度列表A4=(a41,a42,...,a4i,...,a4n),a4i=(a4i 1,a4i 2,...,a4i j,...,a4i m);其中,a4i为ci对应的第四温度组。
具体的,上述步骤S210-S240可以在步骤S160之前、步骤S180之后、步骤S140之前、步骤S140之后、步骤S150之前或步骤S150之后进行。本领域技术人员基于本发明可以得知,若上述步骤S220-S240在步骤S180之后进行,则无需进行步骤S210,直接进行步骤S220即可。
因此,本发明可以得到通过预设液体流速的液体进行散热的情况下,目标电池在不同的充放电倍率下进行充放电时的温度变化情况,既可以得到A3和A4。在包括目标电池的电池系统进行设计前,可以通过A3和A4确定出目标电池通过预设液体流速的液体进行散热的情况下,目标电池的温度变化在预设范围内时目标电池采用的充放电倍率,进而可以得到电池系统为目标电池提供预设液体流速对应的散热能力的情况下,将目标电池的温度变化尽量控制在预设范围内时目标电池采用的充放电倍率。因此,在基于低成本、节能和/或结构简单等目的选择对包括目标电池的电池系统使用较低的制冷功率或较小的液体流量进行散热时,可以通过控制目标电池的充放电倍率减小目标电池使用过程中由于过热而导致热安全和性能衰减情况的发生,达到了使电池系统更加节能、低成本和结构简单的同时提高目标电池的使用性能和使用安全性的目的。
可选的,在通液板与目标电池抵接后,通液板与目标电池之间存在缝隙;
在步骤S210之后,且在步骤S220之前,方法还包括以下步骤:
S250,在通液板与目标电池之间的缝隙内填充导热介质;导热介质的导热率大于空气的导热率。
通液板和目标电池相互抵接的表面并不是理想平面,进而抵接状态的通液板与目标电池之间会存在缝隙,该缝隙内填充的导热介质可以使通入通液板中的液体与目标电池之间的热交换效果更好,进而可以更加准确的确定出预设液体流速的液体对应的散热情况。
可选的,在步骤S130之前,方法包括以下步骤:
S260,将温控盒放置在恒温环境内;
S270,将恒温环境的温度调节至预设温度。
因此,本发明中可以在不同的环境温度下对充放电过程中的目标电池进行绝热状态的温度测试,还可以在不同环境温度下测试得到处于循环充放电状态的目标电池的温度维持在每一温度范围内时所需的液体流速,还可以得到在不同环境温度下通过预设液体流速的液体进行散热时,目标电池在不同的充放电倍率下进行充放电时的温度变化情况。在目标电池相关的产品开发的过程中基于目标电池在不同的外部环境温度中的性能变化而进行产品调整,可以减小目标电池相关的产品在实际使用的过程中由于环境温度的不同而出现性能差异较大的可能性,进而可以使目标电池相关的产品在不同的环境温度中工作时的性能较为稳定。
可选的,盒体的导热率小于0.03W/(m·K),盒体的最小壁厚大于10mm。具体的,0.03W/(m·K)即为上述预设阈值,盒体的导热率较小且壁厚较大可以使控温盒的绝热效果更好。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种电池测试方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S110,获取充放电倍率组C=(c1,c2,...,ci,...,cn),i=1,2,...,n;其中,ci为预设的第i个充放电倍率,n为预设的充放电倍率的数量;
S120,获取结束电量组Q=(q1,q2,...,qj,...,qm),j=1,2,...,m;其中,qj为预设的第j个结束电量,m为预设的结束电量的数量;
S130,将目标电池放置于密封的温控盒内;所述目标电池的每一侧壁均与所述温控盒的内壁抵接;所述温控盒包括盒体和隔热板;所述盒体的一个内侧壁上开设有凹槽,所述凹槽的两端延伸至与所述盒体的外壁齐平的位置;所述隔热板位于所述凹槽内,所述凹槽的每一内侧壁均与所述隔热板抵接;所述隔热板靠近所述目标电池的一侧与所述目标电池抵接;所述隔热板的端部通过所述凹槽的端口延伸至与所述盒体的外壁齐平或位于所述盒体外的位置;所述隔热板与盒体可拆卸连接;所述盒体的导热率和所述隔热板的导热率均小于预设阈值;
S140,控制荷电状态为第一初始电量的目标电池以ci进行充电,并获取所述目标电池的荷电状态增加至第j个结束电量时所述目标电池的温度a1i j,以得到所述目标电池的第一温度列表a1=(a11,a12,...,a1i,...,a1n),a1i=(a1i 1,a1i 2,...,a1i j,...,a1i m);其中,a1i为ci对应的第一温度组。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S130之后,所述方法还包括以下步骤:
S150,控制荷电状态为第二初始电量的目标电池以ci进行放电,并获取所述目标电池的荷电状态减小至第j个结束电量时所述目标电池的温度a2i j,以得到所述目标电池的第二温度列表a2=(a21,a22,...,a2i,...,a2n),a2i=(a2i 1,a2i 2,...,a2i j,...,a2i m);其中,a2i为ci对应的第二温度组;所述第二初始电量大于所述第一初始电量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S130之后,所述方法还包括以下步骤:
S160,将所述温控盒中的隔热板更换为通液板;所述通液板与所述隔热板的外形和大小均相同,所述通液板的两端均与所述盒体的外壁齐平或位于所述盒体外;所述通液板与所述盒体的外壁齐平或位于所述盒体外的两端分别设置为第一端和第二端,所述通液板内开设有通液腔,所述通液腔由所述第一端的端面贯穿至所述第二端的端面;所述通液板的导热率大于所述隔热板的导热率;
S170,获取温度范围组T=(t1,t2,...,tk,...,th),k=1,2,...,h;其中,tk为预设的第k个温度范围,h为预设的温度范围的数量;
S180,根据ci和tk进行测试处理得到液体流速bi k,以得到液体流速列表B=(b1,b2,...,bi,...,bn),bi=(bi 1,bi 2,...,bi k,...,bi h);其中,bi为ci对应的液体流速组;
所述测试处理包括以下步骤:
S181,控制所述目标电池以ci进行循环充放电;
S182,向所述通液板的通液腔内通入以恒定液体流速v0流动的液体并持续第一时长Δtime1;
S183,将当前的时间作为第一目标时间time1;
S184,确定所述目标电池的温度是否在tk内;若是,则进行步骤S185,否则,进入步骤S186;
S185,等待第二时长Δtime2后,将当前的时间作为第二目标时间time2,并确定(time2-time1)是否大于预设时长timelen;若是,则进行步骤S188;否则,进行所述步骤S184;
S186,调整向所述通液板的通液腔内通入的液体的恒定液体流速v0=(v0+Δv),并持续向所述通液板的通液腔内通入液体达到Δtime1;其中,Δv为预设的液体流速增量;
S187,将time1更新为当前的时间;
S188,将此时的v0作为ci和tk对应的液体流速bi k。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述通液板与所述目标电池抵接后,所述通液板与所述目标电池之间存在缝隙;
在所述步骤S160之后,且在所述步骤S180之前,所述方法还包括以下步骤:
S190,在所述通液板与所述目标电池之间的缝隙内填充导热介质;所述导热介质的导热率大于空气的导热率。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述步骤S183之后且在所述步骤S184之前,所述方法还包括以下步骤:
S189,确定所述目标电池开始以ci进行循环充放电后充电和放电的次数是否均达到预设次数,若是,则进入步骤S184。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S130之后,所述方法还包括以下步骤:
S210,将所述温控盒中的隔热板更换为通液板;所述通液板与所述隔热板的外形和大小均相同,所述通液板的两端均与所述盒体的外壁齐平或位于所述盒体外;所述通液板与所述盒体的外壁齐平或位于所述盒体外的两端分别设置为第一端和第二端,所述通液板内开设有通液腔,所述通液腔由所述第一端的端面贯穿至所述第二端的端面;所述通液板的导热率大于所述隔热板的导热率;
S220,向所述通液板内通入恒定以预设液体流速流动的液体;
S230,控制荷电状态为第二初始电量的目标电池以ci进行放电,并获取所述目标电池的荷电状态减小至第j个结束电量时所述目标电池的温度a3i j,以得到所述目标电池的第三温度列表A3=(a31,a32,...,a3i,...,a3n),a3i=(a3i 1,a3i 2,...,a3i j,...,a3i m);其中,a3i为ci对应的第三温度组;所述第二初始电量大于所述第一初始电量;
S240,控制荷电状态为所述第一初始电量的目标电池以ci进行充电,并获取所述目标电池的荷电状态增加至第j个结束电量时所述目标电池的温度a4i j,以得到所述目标电池的第四温度列表A4=(a41,a42,...,a4i,...,a4n),a4i=(a4i 1,a4i 2,...,a4i j,...,a4i m);其中,a4i为ci对应的第四温度组。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述通液板与所述目标电池抵接后,所述通液板与所述目标电池之间存在缝隙;
在所述步骤S210之后,且在所述步骤S220之前,所述方法还包括以下步骤:
S250,在所述通液板与所述目标电池之间的缝隙内填充导热介质;所述导热介质的导热率大于空气的导热率。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,在所述步骤S130之前,所述方法包括以下步骤:
S260,将所述温控盒放置在恒温环境内;
S270,将所述恒温环境的温度调节至预设温度。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述盒体的导热率小于0.03W/(m·K)。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述盒体的最小壁厚大于10mm。
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