CN116466238A - 一种电池包寿命评估方法、装置及测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池包寿命评估方法、装置及测试设备，涉及电动汽车技术领域。该方法包括：对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。本发明的方案，解决了现有技术中电池包寿命评估的开启时机较晚，导致电池开发周期长、测试费用高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电池包寿命评估方法、装置及测试设备。
背景技术
为了实现长续航里程，高能量密度锂离子电池已成为电动汽车领域发展的重点方向。
随着能量密度的逐步增加，电芯到电池包(Cell to Pack，CTP)结构横空出世，由于CTP结构取消了电池模组的概念，目前对CTP结构的电池进行测试时，通常是在电芯测试完成之后，直接进行电池包测试。然而，由于电池包在开发过程中受内部零部件开发时间的制约，无法提前开启循环测试，导致整个电池出现开发周期增长、测试费用增加、仿真数据有偏差等问题。
发明内容
本发明实施例提供一种电池包寿命评估方法、装置及测试设备，用以解决现有技术中电池包寿命评估的开启时机较晚，导致电池开发周期长、测试费用高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种电池包寿命评估方法，包括：
对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；
对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；
根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。
可选地，在所述电芯寿命测试包括电芯循环寿命测试的情况下，所述对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，包括：
在至少一个测试条件下，对所述电芯进行电芯循环寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯寿命测试之前和进行电芯寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据；
其中，所述测试条件包括：电压条件和/或温度条件。
可选地，在所述电芯寿命测试包括电芯日历寿命测试的情况下，所述对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，包括：
在至少一个温度条件下，对所述电芯进行电芯日历寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯日历寿命测试之前和进行电芯日历寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据。
可选地，所述对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，包括：
在至少一个预设工况下，对所述电池单元进行循环寿命测试，并分别记录所述电池单元中电芯在进行循环寿命测试之前和进行循环寿命测试之后的电芯物理参数作为所述单元测试数据；
其中，所述电池单元对应的设计参数与所述待评估电池包一致，所述设计参数包括液冷参数、环境参数、材料参数和结构参数中的至少一项。
可选地，所述电芯物理参数包括以下至少一项：容量、开路电压、内阻和质量。
可选地，所述根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果，包括：
对所述电芯测试数据进行数据分析，判断所述电芯是否合格，以及，
对所述单元测试数据进行数据分析，判断所述电池单元是否合格；
在所述电芯和所述电池单元均合格的情况下，确定所述待评估电池包的寿命评估结果为合格。
依据本发明的另一个方面，提供了一种电池包寿命评估装置，包括：
第一测试模块，用于对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；
第二测试模块，用于对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；
数据分析模块，用于根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。
依据本发明的另一个方面，提供了一种测试设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的循环测试方法。
依据本发明的另一个方面，提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的循环测试方法中的步骤。
本发明的有益效果是：
上述方案，可以通过电池单元模拟电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构，从而通过分析对电芯和电池单元进行测试获取的测试数据，获得待评估电池包的寿命评估结果。如此，可以在研发阶段进行电池包寿命评估，而不必等待电池包生产完成再开始循环测试，提前了电池包寿命评估的开启时机，可有效地缩短电池包整体的设计验证周期，提高循环测试效率，减少测试费用。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的电池包寿命评估方法流程示意图；
图2表示本发明实施例提供的电池包寿命评估装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对现有技术中电池包寿命评估的开启时机较晚，导致电池开发周期长、测试费用高的问题，提供一种电池包寿命评估方法、装置及测试设备。
如图1所示，本发明其中一实施例提供一种电池包寿命评估方法，包括：
步骤101，对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；
步骤102，对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；
步骤103，根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。
需要说明的是，现有技术中，在CTP开发过程中进行循环测试，一般是在电芯循环寿命测试和电芯日历寿命测试之后，再进行电池包循环测试。然而，这种传统测试方法中，在进行电芯寿命测试之后至进行电池包循环寿命测试之前，存在一段较长的时间验证间隙，通常在这个时间段进行电池包的详细设计，以及零部件生产过程，因此在该时间段难以开展电池包寿命测试。
该实施例中，可以通过电池单元模拟电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构，从而通过分析对电芯和电池单元进行测试获取的测试数据，获得待评估电池包的寿命评估结果。如此，可以在研发阶段进行电池包寿命评估，而不必等待电池包生产完成再开始循环测试，提前了电池包寿命评估的开启时机，可有效地缩短电池包整体的设计验证周期，提高循环测试效率，减少测试费用。
可选地，在所述电芯寿命测试包括电芯循环寿命测试的情况下，所述对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，包括：
在至少一个测试条件下，对所述电芯进行电芯循环寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯寿命测试之前和进行电芯寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据；其中，所述测试条件包括：电压条件和/或温度条件；所述电芯物理参数可以包括以下至少一项：容量、开路电压、内阻和质量。
这里，测试条件可以根据具体情况进行设置。示例性的，电压条件具体可以是以下电压范围：2.75V～4.2V、3.0V～4.15V等，温度条件具体可以是0℃、25℃、35℃、45℃等。
该实施例中，在不同电压、不同温度条件下进行电芯循环寿命测试，并记录电芯在进行电芯循环寿命测试之前和进行电芯循环寿命测试之后的电芯物理参数的目的，是为了分析电芯物理参数的变化，并据此判断被测试的电芯是否合格。
可选地，在所述电芯寿命测试包括电芯日历寿命测试的情况下，所述对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，包括：
在至少一个温度条件下，对所述电芯进行电芯日历寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯日历寿命测试之前和进行电芯日历寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据，所述电芯物理参数包括以下至少一项：容量、开路电压、内阻和质量。
这里，温度条件可以根据具体情况进行设置。例如，温度条件可以是25℃、35℃、45℃、60℃等。
该实施例中，在不同温度条件下进行电芯日历寿命测试，并记录电芯在进行电芯日历寿命测试之前和进行电芯日历寿命测试之后的电芯物理参数的目的，是为了分析电芯物理参数的变化，并据此判断被测试的电芯是否合格。
需要说明的是，由于电芯级别的循环测试没有液冷的参与，电芯周围的环境状态也与电池包真实的设计不一致，所以仅根据电芯测试数据进行电池包的寿命评估是不准确的。这里，可以使用电池单元来模拟利用电芯所构建的待评估电池包内的部分CTP结构，并对电池单元进行循环寿命测试(也就是使用电池包内其中一部分的能源区的结构进行测试)，其中，电池单元中的电芯周围的状态与真实电池包内的状态类似，因此可以得到电池包的更准确的寿命评估结果。如此，可以在研发阶段进行电池包寿命评估，填补了CTP结构在取消模组概念后，对电池寿命评估的技术空白。
可选地，所述对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，包括：
在至少一个预设工况下，对所述电池单元进行循环寿命测试，并分别记录所述电池单元中电芯在进行循环寿命测试之前和进行循环寿命测试之后的电芯物理参数作为所述单元测试数据；其中，所述电池单元对应的设计参数与所述待评估电池包一致，所述设计参数包括液冷参数、环境参数、材料参数和结构参数中的至少一项。
这里，还可以在测试过程中记录电池单元的物理参数的相关信息。使电池单元对应的设计参数与待评估电池包(即正常设计的电池包结构)保持一致的目的，是为了更好地模拟待评估电池包的真实情况，以获得更准确的寿命评估结果。
需要说明的是，环境参数可以包括温度、电压等，也可以包括电芯与电芯之间的初始力(如1000N)、电芯底面与液冷板之间的导热结构胶的相关参数、电芯与电芯之间添加的隔热或导热物质(如泡棉、云母板)的相关参数、液冷板内部的流道方案的相关参数；材料参数可以是与电芯所采用的材料相关的参数；结构参数可以包括电芯与电芯之间的间距等。
还需要说明的是，这里的预设工况一般与整车工况相对应，预设工况需要通过电池包的参数转换为电池单元的相应工况。例如，若采用电流工况作为预设工况，则不需要调整参数；若使用功率工况作为预设工况，则相应的参数需要按照电池包与电池单元之间的电压的比值进行换算得到。
该实施例中，在至少一个预设工况下对电池单元进行循环寿命测试，并记录电池单元中电芯在进行循环寿命测试之前和进行循环寿命测试之后的电芯物理参数的目的，是为了分析电芯物理参数的变化，并据此判断被测试的电池单元是否合格。
作为一可选实施例，为了解决现有技术中电池包寿命评估的开启时机较晚的问题，可以提前使用电池包级别部分结构单元和电芯进行热管理设计，制造出CTP的部分单元(即所述电池单元)，之后对电池单元进行循环寿命测试，得出电池单元的循环寿命测试结果。
这样，对电池单元进行循环寿命测试时，一般使用100V左右的测试设备及1平米的环境箱即可，而无需使用电池包级别的环境箱和的充放电设备，因此在测试过程中能够节省大量的测试费用，与完整的电池包相比，还可以节省大量的电芯与电池包内部的零部件，减少了样件的费用。
可选地，所述电芯物理参数包括以下至少一项：容量、开路电压、内阻和质量。
可选地，所述根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果，包括：
对所述电芯测试数据进行数据分析，判断所述电芯是否合格，以及，对所述单元测试数据进行数据分析，判断所述电池单元是否合格；在所述电芯和所述电池单元均合格的情况下，确定所述待评估电池包的寿命评估结果为合格。
该实施例中，可以通过对电芯测试数据、单元测试数据进行数据分析，以及对电芯的拆解分析，判定电芯的循环是否满足其寿命要求，从而确定电芯是否合格。若不合格，表明需要尽快改善设计，直至满足设计要求；若合格，则可以按照正常的开发进度进行电池生产，在电池包完成组装之后，开启最终的电池包寿命验证。这样，可以在发现问题的时候提前整改，缩短了电池开发周期。
通过上述电池包寿命评估方法，使用电池单元进行循环寿命测试，可以提前评估CTP结构的电池包的寿命，为CTP结构的电池包提供可靠的评价依据。
值得一提的是，上述电池包寿命评估过程中所获得的测试数据(电芯测试数据、单元测试数据等)，可用于进行电池包测试项目仿真，比如，电池包循环测试可通过电芯的电芯寿命测试的测试结果，仿真出电池包的循环寿命结果，之后采用电池单元的循环寿命测试的测试结果进行纠偏，修正电池包仿真的寿命曲线，使得仿真出的循环寿命结果趋于真值，使得测试结果更加准确。
这样，随着测试数据的增多，可分别建立电池单元的测试数据库、常规电池包的测试数据库，通过电池单元的循环寿命测试结果与电池包的循环寿命测试结果进行数据对比分析，得出电池单元与电池包循环寿命测试的换算关系。如此，后期便可以通过电池单元的循环寿命测试结果来换算得到电池包的循环寿命测试结果，也就是说，在数据积累量足够大的情况下，进行项目开发过程中只需进行电池单元循环寿命测试即可，逐步代替电池包循环寿命测试，从而节省电池包循环寿命测试的测试费用，缩短测试周期，减小电池成产成本。
本发明实施例中，可以通过电池单元模拟电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构，从而通过分析对电芯和电池单元进行测试获取的测试数据，获得待评估电池包的寿命评估结果。如此，可以在研发阶段进行电池包寿命评估，而不必等待电池包生产完成再开始循环测试，提前了电池包寿命评估的开启时机，可有效地缩短电池包整体的设计验证周期，提高循环测试效率，减少测试费用。
如图2所示，本发明实施例还提供一种电池包寿命评估装置，包括：
第一测试模块21，用于对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；
第二测试模块22，用于对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；
数据分析模块23，用于根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。
该实施例中，可以通过电池单元模拟电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构，从而通过分析对电芯和电池单元进行测试获取的测试数据，获得待评估电池包的寿命评估结果。如此，可以在研发阶段进行电池包寿命评估，而不必等待电池包生产完成再开始循环测试，提前了电池包寿命评估的开启时机，可有效地缩短电池包整体的设计验证周期，提高循环测试效率，减少测试费用。
可选地，所述第一测试模块21包括：
第一测试单元，用于在至少一个测试条件下，对所述电芯进行电芯循环寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯寿命测试之前和进行电芯寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据；
其中，所述测试条件包括：电压条件和/或温度条件。
可选地，所述第一测试模块21包括：
第二测试单元，用于在至少一个温度条件下，对所述电芯进行电芯日历寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯日历寿命测试之前和进行电芯日历寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据。
可选地，所述第二测试模块22包括：
第三测试单元，用于在至少一个预设工况下，对所述电池单元进行循环寿命测试，并分别记录所述电池单元中电芯在进行循环寿命测试之前和进行循环寿命测试之后的电芯物理参数作为所述单元测试数据；
其中，所述电池单元对应的设计参数与所述待评估电池包一致，所述设计参数包括液冷参数、环境参数、材料参数和结构参数中的至少一项。
可选地，所述电芯物理参数包括以下至少一项：容量、开路电压、内阻和质量。
可选地，所述数据分析模块23包括：
第一分析单元，用于对所述电芯测试数据进行数据分析，判断所述电芯是否合格，以及，
第二分析单元，用于对所述单元测试数据进行数据分析，判断所述电池单元是否合格；
第三分析单元，用于在所述电芯和所述电池单元均合格的情况下，确定所述待评估电池包的寿命评估结果为合格。
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述电池包寿命评估装置，能够实现上述循环测试方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
本发明实施例还提供一种测试设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的循环测试方法。
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述测试设备，能够实现上述循环测试方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过计算机程序来指示相关的硬件来完成，所述计算机程序包括执行上述方法的部分或者全部步骤的指令；且该计算机程序可以存储于一可读存储介质中，存储介质可以是任何形式的存储介质。
本发明实施例的一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的循环测试方法中的步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电池包寿命评估方法，其特征在于，包括：
对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；
对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；
根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电芯寿命测试包括电芯循环寿命测试的情况下，所述对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，包括：
在至少一个测试条件下，对所述电芯进行电芯循环寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯寿命测试之前和进行电芯寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据；
其中，所述测试条件包括：电压条件和/或温度条件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电芯寿命测试包括电芯日历寿命测试的情况下，所述对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，包括：
在至少一个温度条件下，对所述电芯进行电芯日历寿命测试，并分别记录所述电芯在进行电芯日历寿命测试之前和进行电芯日历寿命测试之后的电芯物理参数作为所述电芯测试数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，包括：
在至少一个预设工况下，对所述电池单元进行循环寿命测试，并分别记录所述电池单元中电芯在进行循环寿命测试之前和进行循环寿命测试之后的电芯物理参数作为所述单元测试数据；
其中，所述电池单元对应的设计参数与所述待评估电池包一致，所述设计参数包括液冷参数、环境参数、材料参数和结构参数中的至少一项。
5.根据权利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，所述电芯物理参数包括以下至少一项：容量、开路电压、内阻和质量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果，包括：
对所述电芯测试数据进行数据分析，判断所述电芯是否合格，以及，
对所述单元测试数据进行数据分析，判断所述电池单元是否合格；
在所述电芯和所述电池单元均合格的情况下，确定所述待评估电池包的寿命评估结果为合格。
7.一种电池包寿命评估装置，其特征在于，包括：
第一测试模块，用于对电芯进行电芯寿命测试，获取电芯测试数据，其中，所述电芯寿命测试包括：电芯循环寿命测试和/或电芯日历寿命测试；
第二测试模块，用于对电池单元进行循环寿命测试，获取单元测试数据，其中，所述电池单元用于模拟利用至少一个所述电芯所构建的待评估电池包内的部分电芯到电池包CTP结构；
数据分析模块，用于根据所述电芯测试数据和所述单元测试数据，获得所述待评估电池包的寿命评估结果。
8.一种测试设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的循环测试方法。
9.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的循环测试方法中的步骤。
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2023
- 2023-04-07 CN CN202310365352.6A patent/CN116466238A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118112449A (zh) * | 2024-04-29 | 2024-05-31 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 环流测试方法及系统 |
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