本發(fā)明涉及鋰離子電池的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池倍率溫升測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池是一種對(duì)溫度敏感的電池，溫度的變化對(duì)鋰離子電池性能有較大影響，例如在充放電過(guò)程中鋰離子電池發(fā)熱導(dǎo)致電池自身溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致電池的性能下降，影響使用?，F(xiàn)有的鋰離子動(dòng)力電池主要用來(lái)做電池包，為電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)列車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、高爾夫球車(chē)等提供動(dòng)力。電池包是眾多單體電池經(jīng)并串聯(lián)組合而成，在充放電過(guò)程中由于每個(gè)單體電池的產(chǎn)熱和散熱情況不同，導(dǎo)致電池包內(nèi)部存在產(chǎn)熱不均，散熱不均，且單體電池之間產(chǎn)生熱效應(yīng)影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中電池包的產(chǎn)熱情況不同于但單體電池的產(chǎn)熱情況。但是目前市面上都是使用單體電池單獨(dú)測(cè)試倍率溫升的方法得到溫升數(shù)據(jù)，以提供給模組。這就容易導(dǎo)致電池包內(nèi)部溫度監(jiān)控錯(cuò)誤，不能有效的管控電池包，也降低了電池包的使用效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池倍率溫升測(cè)試方法，該方法能有效模擬電池包內(nèi)部環(huán)境，提供有效的動(dòng)力電池倍率溫升數(shù)據(jù)，提高對(duì)模塊溫度的精準(zhǔn)控制能力。

本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池倍率溫升測(cè)試方法，包括如下步驟：

在待測(cè)的中心電池上設(shè)置溫度探測(cè)模塊；

以中心電池為中心，按照預(yù)設(shè)排列方法將若干個(gè)測(cè)試電池排列；

對(duì)中心電池和測(cè)試電池進(jìn)行充/放電，測(cè)試中心電池的倍率溫升值。

一種排列方法為：將若干個(gè)測(cè)試電池至少?lài)梢粚訄A形。

進(jìn)一步地，排列方法為：若干個(gè)測(cè)試電池圍成三層圓形。

進(jìn)一步地，排列方法為：第一層圓形排列6顆測(cè)試電池，第二層圓形排列12顆測(cè)試電池，第三層圓形排列18顆測(cè)試電池。

進(jìn)一步地，每層測(cè)試電池的中心都在中心圓上，相鄰層的兩中心圓的半徑差小于21mm。

另一種排列方法為：將若干個(gè)測(cè)試電池至少?lài)梢粚臃叫巍?/p>

進(jìn)一步地，排列方法為：若干個(gè)測(cè)試電池圍成三層方形。

進(jìn)一步地，排列方法為：第一層方形排列4顆測(cè)試電池，第二層方形排列8顆測(cè)試電池，第三層方形排列12顆測(cè)試電池。

進(jìn)一步地，每層相鄰測(cè)試電池的中心距小于36mm，相鄰層最接近的兩顆測(cè)試電池中心距小于21mm。

進(jìn)一步地，溫度探測(cè)模塊的制作步驟包括:

將溫度探測(cè)頭置于待測(cè)的中心電池上，然后用絕熱材料包裹，并在正負(fù)極上分別焊接導(dǎo)流片，外層用絕緣夾板緊固，再用絕熱材料包裹，得到倍率溫升測(cè)試模塊。

本發(fā)明采用了若干個(gè)以預(yù)設(shè)的排列方法排列的測(cè)試電池來(lái)模擬電池包充放電時(shí)的發(fā)熱過(guò)程，從而測(cè)試中心電池的溫升數(shù)據(jù)，能為模組提供有效的動(dòng)力電池倍率溫升數(shù)據(jù)，提高對(duì)模塊溫度的精準(zhǔn)控制能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例的排列方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的另一種實(shí)施例的排列方式結(jié)構(gòu)示意圖(不包括檢測(cè)模塊)；

圖3為采用圖1排列方式的電池包與單體電池的倍率放電測(cè)試結(jié)果示意圖；

圖4為采用圖1排列方式的電池包與單體電池的倍率放電容量比變化示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池倍率溫升測(cè)試方法，該方法包括：以一待測(cè)的中心電池為中心，采用若干個(gè)測(cè)試電池按照預(yù)設(shè)的排列方式排列在中心電池的周?chē)?，以模擬電池組的環(huán)境，對(duì)中心電池進(jìn)行倍率充/放電的溫升測(cè)試。

上述方法的具體步驟如下：

s1、在待測(cè)的中心電池上設(shè)置溫度探測(cè)模塊。

溫度探測(cè)模塊的制作步驟為:將溫度探測(cè)頭緊貼于待測(cè)的中心電池的中部，然后用絕熱材料包裹，絕熱材料可用氣凝膠氈或玻璃纖維等，并在溫度探測(cè)頭的正負(fù)極上分別焊接導(dǎo)流片，將焊接了導(dǎo)流片的溫度探測(cè)頭用絕緣夾板緊固，再用絕熱材料包裹，得到倍率溫升測(cè)試模塊。除了溫度探測(cè)頭用于傳感溫度外，其他部件應(yīng)該避免過(guò)熱，因此使用絕熱材料包裹溫度探測(cè)模塊，防止在充放電過(guò)程中電池放熱對(duì)溫度探測(cè)模塊發(fā)熱，從而影響溫度探測(cè)模塊的性能。溫度模塊也可以在排列測(cè)試電池后進(jìn)行。

s2、以中心電池為中心，按照預(yù)設(shè)排列方法將若干個(gè)測(cè)試電池排列。排列方式包括排列為五邊形、方形、或圓形等，以中心電池為中心，排列的層數(shù)為至少一層，如一層、兩層、三層或四層等，每層所排列的測(cè)試電池?cái)?shù)目可以根據(jù)預(yù)設(shè)的測(cè)試電池之間的間距調(diào)整。排列測(cè)試電池的目的是模擬電池組環(huán)境，因此排列的方式不限于上述排列方式。將排列好的測(cè)試電池和中心電池采用并聯(lián)的形式接入電路中。

s3、對(duì)中心電池和測(cè)試電池進(jìn)行充/放電，測(cè)試中心電池的倍率溫升值。當(dāng)測(cè)試中心電池的倍率充電溫升時(shí)，接通電路使中心電池和測(cè)試電池以預(yù)設(shè)的倍率進(jìn)行充電，預(yù)設(shè)的倍率如0.2c或0.5c或1c或2c，觀察在充電過(guò)程中溫度探測(cè)頭檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。當(dāng)測(cè)試中心電池的倍率放電溫升時(shí)，首先接通電路，使中心電池和測(cè)試電池以預(yù)設(shè)的倍率進(jìn)行充電，充電至額定值后，再進(jìn)行放電至額定值，觀察放電過(guò)程中溫度探測(cè)頭檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。

由于該測(cè)試方法將溫度值作為測(cè)量值，因此應(yīng)該保證在測(cè)試過(guò)程中溫度值不受外界環(huán)境的干擾，實(shí)現(xiàn)熱動(dòng)態(tài)密閉。比如將中心電池、測(cè)試電池和溫度探測(cè)模塊設(shè)置在采用絕熱材料制作的空腔內(nèi)，優(yōu)選地可采用絕熱加速量熱儀(arc)。

下面通過(guò)具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例一：

請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的具體測(cè)試方法如下：

s11、在待測(cè)的中心電池上設(shè)置溫度探測(cè)模塊。

溫度探測(cè)模塊的制作步驟為:將溫度探測(cè)頭4緊貼于待測(cè)的中心電池5的高度的中部，然后用氣凝膠氈(未示出)包裹，并在溫度探測(cè)頭4的正負(fù)極上分別焊接導(dǎo)流片(未示出)，將焊接了導(dǎo)流片的溫度探測(cè)頭4用絕緣夾板(未示出)緊固，再用氣凝膠氈(未示出)包裹，得到倍率溫升測(cè)試模塊。

s12、以中心電池5為中心，將若干個(gè)測(cè)試電池2進(jìn)行方形排列。具體排列方式包括：以中心電池5為中心，將若干個(gè)測(cè)試電池2至少?lài)梢粚臃叫?。在本?shí)施例中，測(cè)試電池2圍成三層方形。第一層方形排列4顆測(cè)試電池2，第二層方形排列8顆測(cè)試電池2，第三層方形排列12顆測(cè)試電池2。每層相鄰測(cè)試電池2的同層中心距1小于36mm，相鄰層最接近的測(cè)試電池2鄰層中心距3小于21mm。

將排列好的測(cè)試電池2和中心電池5采用并聯(lián)的形式接入電路(未示出)中。

s13、對(duì)中心電池5進(jìn)行放電倍率溫升測(cè)試。測(cè)試中心電池5的倍率放電溫升時(shí)，首先接通電路，使中心電池5和測(cè)試電池2在25℃的條件下以0.5c充電至4.2v，截止電流為0.01c，分別以0.2c、0.5c、1c和2c放電至2.75v。觀察放電過(guò)程中溫度探測(cè)頭4檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。

本實(shí)施例使用絕熱加速量熱儀(arc)進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于步驟s13。本實(shí)施例中，對(duì)中心電池和測(cè)試電池進(jìn)行充電，測(cè)試中心電池的倍率溫升值。接通電路使中心電池和測(cè)試電池以預(yù)設(shè)的倍率進(jìn)行充電，預(yù)設(shè)的倍率如0.2c、0.5c、1c和2c，觀察在充電過(guò)程中溫度探測(cè)頭檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。

實(shí)施例三：

請(qǐng)參考圖2，本實(shí)施例的具體測(cè)試方法如下：

s21、在待測(cè)的中心電池上設(shè)置溫度探測(cè)模塊。

溫度探測(cè)模塊的制作步驟為:將溫度探測(cè)頭(未示出)緊貼于待測(cè)的中心電池5的高度的中部，然后用氣凝膠氈(未示出)包裹，并在溫度探測(cè)頭(未示出)的正負(fù)極上分別焊接導(dǎo)流片(未示出)，將焊接了導(dǎo)流片的溫度探測(cè)頭(未示出)用絕緣夾板(未示出)緊固，再用氣凝膠氈(未示出)包裹，完成倍率溫升測(cè)試模塊制作。

s22、以中心電池5為中心，將若干個(gè)測(cè)試電池2進(jìn)行圓形排列。具體排列方式為：以中心電池5為中心，將若干個(gè)測(cè)試電池2至少?lài)梢粚訄A形。在本實(shí)施例中，測(cè)試電池2圍成三層圓形，第一層圓形排列6顆測(cè)試電池，2第二層圓形排列12顆測(cè)試電池2，第三層圓形排列18顆測(cè)試電池2。每層測(cè)試電池的中心都在中心圓上，相鄰層的兩中心圓的半徑差6小于21mm。

將排列好的測(cè)試電池2和中心電池5采用并聯(lián)的形式接入電路中。

s23、對(duì)中心電池5進(jìn)行放電倍率溫升測(cè)試。測(cè)試中心電池5的倍率放電溫升時(shí)，首先接通電路，使中心電池5和測(cè)試電池2在25℃的條件下以0.5c充電至4.2v，截止電流為0.01c，分別以0.2c、0.5c、1c和2c放電至2.75v。觀察放電過(guò)程中溫度探測(cè)頭(未示出)檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。

實(shí)施例四：

本實(shí)施例與實(shí)施例三的區(qū)別在于步驟s23。本實(shí)施例中，對(duì)中心電池和測(cè)試電池進(jìn)行充電，測(cè)試中心電池的倍率溫升值。接通電路使中心電池和測(cè)試電池以預(yù)設(shè)的倍率進(jìn)行充電，預(yù)設(shè)的倍率如0.2c、0.5c、1c或2c，觀察在充電過(guò)程中溫度探測(cè)頭檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。

其中，圖1和圖2中的實(shí)線(xiàn)為排列時(shí)用于輔助的線(xiàn)條，圖2中的中心線(xiàn)為輔助觀察的線(xiàn)條，在實(shí)際的排列過(guò)程中可以不標(biāo)示。

對(duì)比例

s31、將與實(shí)施例一同型號(hào)的單體電池設(shè)置溫度探測(cè)模塊。

溫度探測(cè)模塊的制作步驟為:將溫度探測(cè)頭緊貼于待測(cè)的單體電池的高度的中部，然后用氣凝膠氈包裹，并在溫度探測(cè)頭的正負(fù)極上分別焊接導(dǎo)流片，將焊接了導(dǎo)流片的溫度探測(cè)頭用絕緣夾板緊固，再用氣凝膠氈包裹，完成倍率溫升測(cè)試模塊制作。

s32、將單體電池接入電路中。

s33、對(duì)單體電池進(jìn)行放電倍率溫升測(cè)試。測(cè)試中心電池的倍率放電溫升時(shí)，首先接通電路，使中心電池和測(cè)試電池在25℃的條件下以0.5c充電至4.2v，截止電流為0.01c，分別以0.2c、0.5c、1c和2c放電至2.75v。觀察放電過(guò)程中溫度探測(cè)頭檢測(cè)到的溫度變化趨勢(shì)。

本實(shí)施例使用絕熱加速量熱儀(arc)進(jìn)行測(cè)試。

請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖3示出了實(shí)施例一與對(duì)比例的倍率放電測(cè)試結(jié)果示意圖。其中，a1表示中心電池在2c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)，a2表示中心電池在1c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)，a3表示中心電池在0.5c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)，a4表示中心電池在0.2c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)；b1表示單體電池在2c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)，b2表示單體電池在1c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)，b3表示單體電池在0.5c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)，b4表示單體電池在0.2c倍率放電的溫升變化曲線(xiàn)。

從圖中可見(jiàn)，在相同的放電倍率下，實(shí)施例一的中心電池比對(duì)比例的單體電池的放電溫升大。例如在放電倍率為2c時(shí)，請(qǐng)見(jiàn)曲線(xiàn)a1，實(shí)施例一的中心電池的溫度在2500s內(nèi)由起始溫度25攝氏度上升到大于60攝氏度，而對(duì)比例的單體電池(如曲線(xiàn)b1)在2500s內(nèi)由起始溫度25攝氏度上升至大約40攝氏度，說(shuō)明電池之間的熱效應(yīng)對(duì)中心電池造成明顯的影響，采用單體電池測(cè)試得到的數(shù)據(jù)并不可靠，本發(fā)明的測(cè)試方法由于模擬電池組實(shí)際工作的環(huán)境，其得到的溫升數(shù)據(jù)更接近模組的實(shí)際溫度，充分說(shuō)明該方法能夠提供有效的動(dòng)力電池倍率溫升數(shù)據(jù)，提高對(duì)模塊溫度的精準(zhǔn)控制能力。

圖4示出了實(shí)施例一與對(duì)比例的倍率放電容量比變化示意圖。c1表示中心電池在2c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)，c2表示中心電池在1c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)，c3表示中心電池在0.5c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)，c4表示中心電池在0.2c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)；d1表示單體電池在2c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)，d2表示單體電池在1c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)，d3表示單體電池在0.5c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)，d4表示單體電池在0.2c倍率放電的容量比變化折線(xiàn)。由圖中看出，c1與d1基本重合，c2與d2基本重合，c3與d3基本重合，c4與d4基本重合，說(shuō)明了兩者在相同的測(cè)試條件的放電效率相同，從而排除因放電效率不同影響溫升數(shù)據(jù)的情況，證明本測(cè)試方法的可靠性高。

同理，充電倍率也可以用同樣的方法測(cè)試，表征模組內(nèi)部的溫升狀況。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。