CN117930051A - 一种二次电池soc-ocv曲线测量方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种二次电池SOC‑OCV曲线测量方法，涉及电池检测技术领域。一种二次电池SOC‑OCV曲线测量方法，其步骤包括S1～S5，其测试结果误差小，准确度高，且不需要对初始容量进行标定，无需反复进行容量测试，能够有效提高测试减率，降低测试成本，具有极高的应用价值。
Description
技术领域
本申请涉及电池检测技术领域，具体涉及一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法。
背景技术
SOC(State Of Charge)是指荷电状态，即电池的剩余容量，OCV(Open CircuitVoltage)是指开路电压，即电池无负载时的稳定电压。在对二次电池进行SOC测量时，可以通过直接放电的方式测量剩余容量，但实际可操作性不强，另一种更实用的SOC测量方法是通过OCV曲线进行标定，即通过测量二次电池的OCV值，从而得到对应的SOC值，这种测量方法非常简单便捷。
然而在实际检测过程中，由于测试温度的不同，二次电池的实际充放电总容量会与其标称容量具有些微误差，进而导致采用现有的SOC-OCV曲线标定方法绘制得到的曲线数据与实际曲线数据存在较大的差异，导致测试准确度较低，且传统测试方法中需要反复进行容量测试，会耗费大量的时间、人力成本和资源成本。
发明内容
本申请的目的在于提供一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其测试结果误差小，准确度高，且不需要对初始容量进行标定，无需反复进行容量测试，能够有效提高测试减率，降低测试成本，具有极高的应用价值。
本申请的技术方案如下：
本申请实施例提供了一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其包括如下步骤：
S1：将待测试的二次电池充满电，得到第一电池；或将待测试的二次电池放空电，得到第二电池；
S2：将第一电池或第二电池放置在待测温度环境下，静置时间t1，使第一电池或第二电池的内部温度与待测温度保持相同；
S3：将第一电池或第二电池按照其标称容量等分为n等份容量，随后对第一电池以规定电流放电1等份容量，然后静置时间t2，使其OCV达到稳态，获取OCV值；
或对第二电池以规定电流充电1等分容量，然后静置时间t2，使其OCV达到稳态，获取OCV值；
S4：重复步骤S3，直至第一电池放空电，记录每次放电后得到的OCV值；按照标称容量计，每次放电的电量计为Ci，其中i为放电次数，i的取值范围为1～n，同时得到实际总放电容量C总放电容量；
或直至第二电池充满电，记录每次充电后得到的OCV值；按照标称容量计，每次充电的电量计为Ci，其中i为充电次数，i的取值范围为1～n，同时得到实际总充电容量C总充电容量；
S5：根据得到的C总放电容量或C总充电容量，结合Ci，重新计算SOC值，并结合记录得到的OCV值，绘制得到第一电池或第二电池的SOC-OCV曲线。
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S5中，重新计算SOC值的计算公式为：
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S2中，待测温度的范围为-40～60℃。
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S2中，当待测温度小于等于-20℃时，t1大于等于6h；
当待测温度为大于-20℃且小于等于0℃时，t1大于等于4h；
当待测温度大于0℃且小于等于40℃时，t1大于等于2h；
当待测温度大于40℃时，t1大于等于4h。
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S3中，n的取值大于等于10。
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S3中，t2大于等于1h。
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S1中，待测试的二次电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池以及钠离子电池。
进一步的，在本申请的一些实施例中，上述步骤S1中，将待测试的二次电池在常温环境下，以规定电流充满电，得到第一电池；或将待测试的二次电池在常温环境下，以规定电流放空电，得到第二电池。
相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
针对上述方面，本申请实施例提供了一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其首先对待测试的二次电池进行充/放电，然后静置使其内部温度与待测温度相同，再将其标称容量等分，按照份量进行多次放/充电，记录每次放/充电得到的OCV值，同时根据实际放/充电总量，重新对每次放/充电的SOC值进行计算，并最终绘制得到SOC-OCV曲线；通过等分容量，进行多次充/放电，并基于实际总充/放电容量对SOC值进行计算校准，进而能够得到更加准确的SOC数据，并最终绘制得到误差更小，更加准确的SOC-OCV曲线。同时其方法无需对初始容量进行重新标定，也无需进行反复容量测试，能够有效提高检测效率，节省测试成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例2得到的SOC-OCV曲线；
图2为本申请实施例3得到的SOC-OCV曲线；
图3为本申请实施例4得到的SOC-OCV曲线；
图4为本申请实施例5得到的SOC-OCV曲线；
图5为本申请实施例6得到的SOC-OCV曲线。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括其要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供了一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其包括如下步骤：
S1：将待测试的二次电池充满电，得到第一电池；或将待测试的二次电池放空电，得到第二电池；
S2：将第一电池或第二电池放置在待测温度环境下，静置时间t1，使第一电池或第二电池的内部温度与待测温度保持相同；
S3：将第一电池或第二电池按照其标称容量等分为n等份容量，随后对第一电池以规定电流放电1等份容量，然后静置时间t2，使其OCV达到稳态，获取OCV值；
或对第二电池以规定电流充电1等分容量，然后静置时间t2，使其OCV达到稳态，获取OCV值；
S4：重复步骤S3，直至第一电池放空电，记录每次放电后得到的OCV值；按照标称容量计，每次放电的电量计为Ci，其中i为放电次数，i的取值范围为1～n，同时得到实际总放电容量C总放电容量；
或直至第二电池充满电，记录每次充电后得到的OCV值；按照标称容量计，每次充电的电量计为Ci，其中i为充电次数，i的取值范围为1～n，同时得到实际总充电容量C总充电容量；
S5：根据得到的C总放电容量或C总充电容量，结合Ci，重新计算SOC值，并结合记录得到的OCV值，绘制得到第一电池或第二电池的SOC-OCV曲线。
进一步的，在本实施例中，上述步骤S5中，重新计算SOC值的计算公式为：
进一步的，在本实施例中，上述步骤S2中，待测温度的范围为-40～60℃。
进一步的，在本实施例中，上述步骤S2中，当待测温度小于等于-20℃时，t1大于等于6h；
当待测温度为大于-20℃且小于等于0℃时，t1大于等于4h；
当待测温度大于0℃且小于等于40℃时，t1大于等于2h；
当待测温度大于40℃时，t1大于等于4h。
进一步的，在本实施例中，上述步骤S3中，n的取值大于等于10。
进一步的，在本实施例中，上述步骤S3中，t2大于等于1h。
进一步的，在本实施例中，上述步骤S1中，待测试的二次电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池以及钠离子电池。
进一步的，在本实施例中，上述步骤S1中，将待测试的二次电池在常温环境下，以规定电流充满电，得到第一电池；或将待测试的二次电池在常温环境下，以规定电流放空电，得到第二电池。
实施例2
按照实施例1提供的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，对钠离子电池进行SOC-OCV曲线测量，具体条件如下：
获取放电SOC-OCV曲线；
电芯标准容量：161Ah；
待测温度：0℃；
步骤S1中，以规定电流0.5C恒流恒压充满电；
步骤S2中，t1＝4h；
步骤S3中，n＝20，t2＝2h；
步骤S4中，放电SOC计算公式为：
实施例3
本实施例基于实施例2，与实施例2的区别在于：
待测温度：-20℃；
步骤S2中，t1＝6h。
实施例4
本实施例基于实施例2，与实施例2的区别在于：
待测温度：-40℃。
实施例5
本实施例基于实施例2，与实施例2的区别在于：
待测温度：30℃；
步骤S2中，t1＝2h。
实施例6
本实施例基于实施例2，与实施例2的区别在于：
待测温度：50℃；
步骤S2中，t1＝4h。
试验例
针对实施例2～6，分别在各自待测温度下，连续放电并获取OCV值，同时重新计算SOC值，绘制得到放电SOC-OCV曲线；
各实施例中的SOC值部分计算过程如下：
实施例2中，电芯标准容量为161Ah；
等分为20份(n＝20)后每次标准放电容量Ci＝161/20＝8.05Ah；
由于待测温度的影响，第20次放电的实际放电量仅有5.84Ah，因此电芯实际容量为C总放电容量＝8.05*19+5.84＝158.79Ah。
因此，第1次放电1*8.05Ah后的实际SOC为1-1*8.05/158.79＝94.93％；
第10次放电10*8.05Ah后的实际SOC为1-10*8.05/158.79＝49.30％；
第19次放电19*8.05Ah后的实际SOC为1-19*8.05/158.79＝3.68％。
实施例3中，电芯标准容量为161Ah；
等分为20份(n＝20)后每次标准放电容量Ci＝161/20＝8.05Ah；
由于待测温度的影响，第20次放电的实际放电量仅有7.20Ah容量，因此电芯实际容量C总放电容量＝8.05*19+7.20＝160.15Ah。
因此，第1次放电1*8.05Ah后的实际SOC为1-1*8.05/160.15＝94.97％；
第10次放电10*8.05Ah后的实际SOC为1-10*8.05/160.15＝49.73％；
第19次放电19*8.05Ah后的实际SOC为1-19*8.05/160.15＝4.50％。
实施例4中，电芯标准容量为161Ah；
等分为20份(n＝20)后每次标准放电容量Ci＝161/20＝8.05Ah；
由于待测温度的影响，第20次放电后，仍残留有1.25Ah容量，因此电芯实际容量C总放电容量＝8.05*20+1.25＝162.25Ah。
因此，第1次放电1*8.05Ah后的实际SOC为1-1*8.05/162.25＝95.04％；
第10次放电10*8.05Ah后的实际SOC为1-10*8.05/162.25＝50.38％；
第19次放电19*8.05Ah后的实际SOC为1-19*8.05/162.25＝5.73％。
实施例5中，电芯标准容量为161Ah；
等分为20份(n＝20)后每次标准放电容量Ci＝161/20＝8.05Ah；
由于待测温度的影响，第20次放电后，仍残留有1.57Ah容量，因此电芯实际容量C总放电容量＝8.05*20+1.57＝162.57Ah。
因此，第1次放电1*8.05Ah后的实际SOC为1-1*8.05/162.57＝95.05％；
第10次放电10*8.05Ah后的实际SOC为1-10*8.05/162.57＝50.48％；
第19次放电19*8.05Ah后的实际SOC为1-19*8.05/162.57＝5.92％。
实施例6中，电芯标准容量为161Ah；
等分为20份(n＝20)后每次标准放电容量Ci＝161/20＝8.05Ah；
由于待测温度的影响，第20次放电后，仍残留有1.65Ah容量，因此电芯实际容量C总放电容量＝8.05*20+1.65＝162.65Ah。
因此，第1次放电1*8.05Ah后的实际SOC为1-1*8.05/162.65＝95.05％；
第10次放电10*8.05Ah后的实际SOC为1-10*8.05/162.65＝50.51％；
第19次放电19*8.05Ah后的实际SOC为1-19*8.05/162.65＝5.96％。
结合得到的OCV值和SOC值，绘制得到实施例2～6的SOC-OCV曲线，其曲线数据体分别如图1～图5所示。
图中，深色实线为电池样品的标准曲线，深色虚线为本申请实施例得到的SOC-OCV曲线，浅色实线为现有检测方法对该实施例电池样品检测得到的数据曲线；
现有检测方法为：首先在常温环境下将电池充满电，然后在待测温度下进行一次容量测试，将容量均分成n等份，然后再在常温环境下将电池充满电，最后在待测温度下每次放电1等份容量，搁置足够时间获取OCV值，直到将电池放空电，直接获取SOC值，绘制得到SOC-OCV曲线。
根据图1～图5可看出，现有方法得到的数据曲线与标准曲线之间的偏移较大，说明其方法得到的数据结果误差较大，准确度低，其最大误差达到了5％以上，其原因在于首次容量测试标定得到的容量与待测温度下电池实际容量存在差异。
相比之下，本申请实施例得到的SOC-OCV曲线几乎与标准曲线重叠，说明本申请方法得到的数据结果更为准确，误差更小，且无需对初始容量进行测试标定，效率更高，效果更好。
综上，本申请实施例提供了一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其通过等分容量，进行多次充/放电，并基于实际总充/放电容量对SOC值进行计算校准，进而能够得到更加准确的SOC数据，并最终绘制得到误差更小，更加准确的SOC-OCV曲线。同时其方法无需对初始容量进行重新标定，也无需进行反复容量测试，能够有效提高检测效率，节省测试成本。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。
Claims (8)
1.一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：将待测试的二次电池充满电，得到第一电池；或将待测试的二次电池放空电，得到第二电池；
S2：将第一电池或第二电池放置在待测温度环境下，静置时间t1，使第一电池或第二电池的内部温度与待测温度保持相同；
S3：将第一电池或第二电池按照其标称容量等分为n等份容量，随后对第一电池以规定电流放电1等份容量，然后静置时间t2，使其OCV达到稳态，获取OCV值；
或对第二电池以规定电流充电1等分容量，然后静置时间t2，使其OCV达到稳态，获取OCV值；
S4：重复步骤S3，直至第一电池放空电，记录每次放电后得到的OCV值；按照标称容量计，每次放电的电量计为Ci，其中i为放电次数，i的取值范围为1～n，同时得到实际总放电容量C总放电容量；
或直至第二电池充满电，记录每次充电后得到的OCV值；按照标称容量计，每次充电的电量计为Ci，其中i为充电次数，i的取值范围为1～n，同时得到实际总充电容量C总充电容量；
S5：根据得到的C总放电容量或C总充电容量，结合Ci，重新计算SOC值，并结合记录得到的OCV值，绘制得到第一电池或第二电池的SOC-OCV曲线。
2.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S5中，重新计算SOC值的计算公式为：
第一电池的放电
第二电池的充电
3.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，待测温度的范围为-40～60℃。
4.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，当待测温度小于等于-20℃时，t1大于等于6h；
当待测温度为大于-20℃且小于等于0℃时，t1大于等于4h；
当待测温度大于0℃且小于等于40℃时，t1大于等于2h；
当待测温度大于40℃时，t1大于等于4h。
5.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，n的取值大于等于10。
6.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，t2大于等于1h。
7.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，待测试的二次电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池以及钠离子电池。
8.根据权利要求1所述的一种二次电池SOC-OCV曲线测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，将待测试的二次电池在常温环境下，以规定电流充满电，得到第一电池；或将待测试的二次电池在常温环境下，以规定电流放空电，得到第二电池。
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