鋰電池soc-ocv曲線的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，包括以下步驟：A、對(duì)待測電池放電到下限電壓；B、對(duì)待測電池以恒定的充電電流充電到上限電壓，并記錄充電電壓和充電容量；C、對(duì)待測電池以恒定的放電電流放電，待放電容量與步驟B中充電容量時(shí)停止放電，并記錄充電電壓和充電容量；D、分別獲取待測電池充電電壓和放電電壓相對(duì)于電池荷電狀態(tài)的數(shù)據(jù)；E、在同一個(gè)荷電狀態(tài)點(diǎn)，電池開路電壓值取充電電壓和放電電壓的中間值，從而得到SOC-OCV數(shù)據(jù)曲線。其具有操作簡單，測試過程連續(xù)，消耗時(shí)間短，工作效率高，準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池因其能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、便攜式電子等諸多領(lǐng)域中。電池在使用過程中，其荷電狀態(tài)是一個(gè)重要的指標(biāo)，即當(dāng)前狀態(tài)下實(shí)際所能提供的電量與完全充滿電所能提供的電量的比值，用S0C(state of charge)表示，可以知道電池當(dāng)前狀態(tài)的剩余電量，便于電池管理系統(tǒng)對(duì)電池發(fā)出各種指令。開路電壓，即電池在開路狀態(tài)下的端電壓，用OCV (open circuit voltage)表示,一般認(rèn)為電池在充電或放電后經(jīng)過長時(shí)間的靜置，電池已消除極化影響達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候電池兩端的電壓即為開路電壓，開路電壓不受充放電電流影響，與電池材料和荷電狀態(tài)有關(guān)。在一定的溫度下，電池的荷電狀態(tài)與開路電壓呈現(xiàn)—對(duì)應(yīng)的關(guān)系。電池的SOC-OCV曲線是鋰電池一條重要的基準(zhǔn)曲線，主要用于采用開路電壓法估算電池的荷電狀態(tài)中，即通過測量開路電壓便可得知電池的剩余電量，開路電壓法一般結(jié)合其它估算方法來共同預(yù)測電池的荷電狀態(tài)，已達(dá)到更高的估算精度。因此獲得電池的SOC-OCV曲線是制定電池SOC估算策略的一項(xiàng)基本任務(wù)。
[0003]目前電池SOC-OCV的測定方法，主要是SOC從O到100%之間每間隔一定的SOC測定一次電池的0CV，然后將每個(gè)點(diǎn)——對(duì)應(yīng)做成SOC-OCV曲線。由于電池的OCV需要在電池充電或放電完成后在該狀態(tài)下經(jīng)過長時(shí)間的靜置(一般大于2個(gè)小時(shí))，因此這種方法的缺點(diǎn)是每到一個(gè)SOC點(diǎn)就需要進(jìn)行靜置，整個(gè)測試過程消耗時(shí)間較長，如果點(diǎn)取得越密集(即SOC間隔越小)，消耗時(shí)間越長，嚴(yán)重影響了工作效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種簡單，快速，并能準(zhǔn)確獲得鋰電池SOC-OCV曲線的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，包括以下步驟:
[0007]A、對(duì)待測電池放電到下限電壓；
[0008]B、對(duì)待測電池以恒定的充電電流充電到上限電壓，并記錄充電電壓和充電容量；
[0009]C、對(duì)待測電池以恒定的放電電流放電，待放電容量與步驟B中充電容量時(shí)停止放電，
[0010]并記錄充電電壓和充電容量；
[0011]D、分別獲取待測電池充電電壓和放電電壓相對(duì)于電池荷電狀態(tài)的數(shù)據(jù)；
[0012]E、在同一個(gè)荷電狀態(tài)點(diǎn)，電池開路電壓值取充電電壓和放電電壓的中間值，從而得到SOC-OCV數(shù)據(jù)曲線。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟A、步驟B、步驟C在相同的待測溫度下進(jìn)行。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述待測溫度為-20°C至55°C。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟B中所述的充電電流為I至5C。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟C中所述的充電電流與步驟B中所述的放電電流相同。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟A中所述的下限電壓為2.5V。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟B中所述的上限電壓為3.65V。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟A中所述的下限電壓為2.75V。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟B中所述的上限電壓為4.2V。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:具有操作簡單，測試過程連續(xù)，消耗時(shí)間短，工作效率高，準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法流程示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法一實(shí)施例所測定的SOC-OCV曲線圖；
[0024]圖3為采用常規(guī)方法所測定的SOC-OCV曲線圖；
[0025]圖4為圖2和圖3的對(duì)比圖；

【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，一種鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，包括以下步驟:
[0028]A、對(duì)待測電池放電到下限電壓；
[0029]B、對(duì)待測電池以恒定的充電電流充電到上限電壓，并記錄充電電壓和充電容量；
[0030]C、對(duì)待測電池以恒定的放電電流放電，待放電容量與步驟B中充電容量時(shí)停止放電，
[0031]并記錄充電電壓和充電容量；
[0032]D、分別獲取待測電池充電電壓和放電電壓相對(duì)于電池荷電狀態(tài)的數(shù)據(jù)；
[0033]E、在同一個(gè)荷電狀態(tài)點(diǎn)，電池開路電壓值取充電電壓和放電電壓的中間值，從而得到SOC-OCV數(shù)據(jù)曲線。
[0034]作為一種可實(shí)施方式，步驟A、步驟B、步驟C在相同的待測溫度下進(jìn)行。
[0035]作為一種可實(shí)施方式，所述待測溫度為-20°C至55°C。
[0036]作為一種可實(shí)施方式，步驟B中所述的充電電流為I至5C。
[0037]作為一種可實(shí)施方式，步驟C中所述的充電電流與步驟B中所述的放電電流相同。
[0038]作為一種可實(shí)施方式，步驟A中所述的下限電壓為2.5V，步驟B中所述的上限電壓為 3.65V。
[0039]步驟A中所述的下限電壓為電池廠家所規(guī)定的最低放電電壓，步驟B中所述的上限電壓是電池廠家規(guī)定的最高充電電壓。當(dāng)待測電池是磷鋰鐵電池下限電壓為2.5V，上限電壓為3.65V。
[0040]作為一種可實(shí)施方式，步驟A中所述的下限電壓為2.75V，步驟B中所述的上限電壓為4.2V。
[0041]當(dāng)待測電池是鈷酸鋰或錳酸鋰或鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰電池時(shí)下限電壓為
2.75V，上限電壓為4.2V。
[0042]具體的操作方式(以錳酸鋰電池為例)，在20°C溫度下，對(duì)某容量為SAh的錳酸鋰電池放電至2.75V，然后采用IC電流(8A)恒流充電至4.2V，充電容量為8.2Ah，然后以8A的電流恒流放電，待放電容量為8.2Ah時(shí)停止放電，得到如圖2所示的充電電壓和放電電壓相對(duì)于荷電狀態(tài)的曲線。根據(jù)圖2中的充電電壓和放電電壓，在同一荷電狀態(tài)點(diǎn)，開路電壓取充電電壓和放電電壓之和的平均值，獲得如圖2所示的開路電壓曲線。
[0043]而采用常規(guī)的方式在20°C溫度下，對(duì)某容量為8Ah的錳酸鋰電池放電至2.75V,然后采用IC電流(8A)恒流充電至4.2V，然后以8A的電流恒流放電至2.75V，記錄放電容量為8.2Ah,然后再米用8A的電流恒流充電至4.2V,靜置2小時(shí),記錄靜置完成后的電壓，此電壓為100% SOC時(shí)的開路電壓，最后以8A的電流恒流放電，每放電10% S0C(即放電0.82Ah)進(jìn)行一次靜置,靜置時(shí)間為2小時(shí),記錄靜置2小時(shí)后的電壓,此電壓為該SOC下的開路電壓，如此進(jìn)行，直到放電至0% S0C，根據(jù)100% -0% SOC之間各個(gè)點(diǎn)的開路電壓，繪制SOC-OCV曲線，如圖3所示。
[0044]如圖4所示，將采用本發(fā)明的所獲得的SOC-OCV曲線與采用常規(guī)方式所獲得的SOC-OCV曲線相比較，二者的準(zhǔn)確程度基本相同，因此，本發(fā)明的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法能通過一次放電過程即可得到SOC-OCV曲線，具有操作簡單，測試過程連續(xù)，消耗時(shí)間短，工作效率高，準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0045]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 包括以下步驟: A、對(duì)待測電池放電到下限電壓； B、對(duì)待測電池以恒定的充電電流充電到上限電壓，并記錄充電電壓和充電容量； C、對(duì)待測電池以恒定的放電電流放電，待放電容量與步驟B中充電容量時(shí)停止放電， 并記錄充電電壓和充電容量； D、分別獲取待測電池充電電壓和放電電壓相對(duì)于電池荷電狀態(tài)的數(shù)據(jù)； E、在同一個(gè)荷電狀態(tài)點(diǎn)，電池開路電壓值取充電電壓和放電電壓的中間值，從而得到SOC-OCV數(shù)據(jù)曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟A、步驟B、步驟C在相同的待測溫度下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 所述待測溫度為_20°C至55°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟B中所述的充電電流為I至5C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟C中所述的充電電流與步驟B中所述的放電電流相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟A中所述的下限電壓為2.5V。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟B中所述的上限電壓為3.65V。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟A中所述的下限電壓為2.75V。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰電池SOC-OCV曲線的測定方法，其特征在于: 步驟B中所述的上限電壓為4.2V。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK104297690SQ201410488481
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】寧江清, 章連萍 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司