一種鋰離子電池體發(fā)熱功率的測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池熱管理領(lǐng)域，尤其是一種測試鋰離子電池體功率的測試方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池具有很多其他電池無法比擬的優(yōu)點，例如電壓高、比能量高、循環(huán)好、 自放電小、無記憶效應、無污染等，近年來得到了迅猛的發(fā)展，它憑借自身優(yōu)良性能迅速的 占領(lǐng)了筆記本電腦、手機、軍事設備的市場。新能源汽車以電池代替石油，可以有效減少溫 室氣體的排放，從而實現(xiàn)環(huán)保低碳的目的。
[0003] 自從鋰離子電池被引入到汽車領(lǐng)域，電動汽車就因為各種問題而被人們詬病。其 中一個突出的問題是鋰離子電池在充放電過程中會產(chǎn)生大量的熱量，如果這些熱量不加以 合理的控制，輕則會影響動力電池組的循環(huán)壽命，重則會因為熱失控造成車輛的火災。
[0004] 鋰離子的發(fā)熱水平和電池的工作溫度、工作電流等密切相關(guān)，目前鋰離子電池的 發(fā)熱功率尚無比較有效、方便的測試方法?，F(xiàn)有的測試方法有差示掃描量熱法(DSC)、熱重 分析法(TG)、加速量熱法(ARC)等，但這些測試方法過程繁瑣、費用昂貴且不能保證在測試 過程中電池的溫度始終維持在特定的數(shù)值。
[0005] 電池的體發(fā)熱功率在電池熱仿真中是一個重要的輸入?yún)?shù)，準確的參數(shù)輸入可以 準確的預測電池在特定工況下的發(fā)熱情況，從而在產(chǎn)品設計初期就能規(guī)避電池在使用過程 中的過熱情況。該方法實施簡單方便，測試費用低廉，適用范圍廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種測試鋰離子電池體發(fā)熱功率的方法，其 可以方便可靠地對鋰離子電池在工作過程中的發(fā)熱情況進行測試，其實施簡單，測試費用 低廉，可以準確可靠的獲得電池的發(fā)熱參數(shù)，使得電池包設計師能準確得知電池的發(fā)熱情 況，進一步讓設計師設計出安全可靠的電池包成為可能。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種鋰離子電池體發(fā)熱功率的測試方法，包括如下步驟：
[0009] 第一步:將空電態(tài)電池，外圍安裝具有導熱功能的鋁管，鋁管內(nèi)通恒定溫度T的冷 凝劑，電池正負極連接到充放柜；
[0010] 第二步：空電態(tài)的鋰離子電池以恒定電流I充電至滿電態(tài)，通過充放電柜記錄電池 充入的能量W 1;
[0011] 第三步:滿電態(tài)的鋰離子電池以恒定電流I放電至空電態(tài)，通過充放電柜記錄電池 放出的能量W2，記錄過程時間t;
[0012] 第四步:根據(jù)預設計算公式，計算電池在充、放電過程中的總發(fā)熱量
[0013] 第五步:根據(jù)上述充放電時記錄的能量值Wi、W2以及放電時間t、電池的體積V計算 充放電過程中，電池的發(fā)熱功率P熱；
[0014] 第六步:改變冷凝劑溫度T和充放電電流I，重復第一步至第四步，計算不同溫度和 電流下的電池的發(fā)熱功率P熱。
[0015] 所述第四步中的總發(fā)熱量的計算公式具體為：
[0016]
[0017] 所述的電池體發(fā)熱功率?的計算公式具體為：
[0018]
[0019] 所述第六步中，冷凝劑溫度T包括25°C、35°C、45°C、55°C、10°C、0°C、-10°c、-20°c， 充放電電流倍率包括 1/3C、1/2C、1C、1.5C、2C、3C、4C、5C。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明公開了一種鋰離子電池工作時發(fā)熱功率的方法，其 可以簡單可靠地測試得到鋰離子電池在特定溫度、特定倍率下工作的發(fā)熱功率，其實施簡 單，測試費用低廉，可以準確可靠的獲得電池的發(fā)熱參數(shù)，使得電池包設計師能準確得知電 池的發(fā)熱情況，進一步讓設計師設計出安全可靠的電池包成為可能。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為實驗電池以及相應的水浴保溫裝置圖。
[0022]圖2為待測電池樣品與電子負載、溫度采集器之前的連接示意圖。
[0023]圖3為電池樣品在常溫25°C下，不同倍率電流工作時的總發(fā)熱量
[0024] 圖4為對應的不同倍率電流工作時的體發(fā)熱功率P熱。
[0025] 圖5為電池樣品在1C倍率電流下，不同溫度工作時的總發(fā)熱量
[0026] 圖6為對應的不同溫度工作時的體發(fā)熱功率P熱。
[0027]圖中1-電池，2-導熱鋁管，3-正負極，4-冷卻液進口，5-冷卻液出口，6-待測電池樣 品，7-電子負載，8-溫度采集器。
【具體實施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定 和覆蓋的多種不同方式實施。
[0029] 參見圖1、圖2,本發(fā)明提供了一種鋰離子電池體發(fā)熱功率的測試方法，其通過外接 保溫設備讓鋰離子電池在特定的溫度和倍率下工作，測試工作過程中鋰離子點的產(chǎn)熱量， 進而計算不同溫度、不同倍率下鋰離子電池工作時的體發(fā)熱功率。該方法具體包括如下步 驟：
[0030] 步驟S101:將待測的鋰離子電池常溫下放空電，將具有導熱功能的鋁管安裝在測 試電池外壁，鋁管內(nèi)通恒定溫度T的冷凝劑，如圖1所示；
[0031 ]在步驟S101 中，冷凝劑溫度T包括25°C、35°C、45°C、55°C、10°C、0°C、_10°C、_20°C;
[0032] 步驟S102:將步驟S101中準備好的電池樣品連接到電子負載，并在電池樣品相應 位置上布置上溫度傳感器，如圖2所示；
[0033] 步驟S103:空電態(tài)的鋰離子電池以恒定電流I充電至滿電態(tài)，通過充放電柜記錄電 池充入的能量Wi;
[0034] 步驟S104:滿電態(tài)的鋰離子電池以恒定電流I放電至空電態(tài)，通過充放電柜記錄電 池放出的能量W2，記錄過程時間t;
[0035] 在步驟S103和步驟S104中，恒定電流I的倍率包括1/3C、1/2C、1C、1.5C、2C、3C、4C、 5C；
[0036] 步驟S105:根據(jù)上述充放電時記錄的能量值Wi、W2充放電過程中，電池的發(fā)熱功率 Q熱，其中溫度25°C下不同電流倍率下工作的結(jié)果如圖3所示，1C電流倍率不同溫度下的發(fā)熱 量如圖5所示；
[0037]步驟S106:根據(jù)步驟S105中的Gfe以及放電時間t、電池的體積V計算充放電過程中， 電池的發(fā)熱功率P熱，其中溫度25°C下電流倍率下工作的結(jié)果如圖4所示，1C電流倍率不同溫 度下的發(fā)熱量如圖6所示，計算公式如下：
[0038]總發(fā)熱量敗的計算公式具體為：
[0039]
[0040] 電池體發(fā)熱功率]^的計算公式具體為：
[0041]
[0042] 應當注意，以上實施例只是對本發(fā)明創(chuàng)造進行舉例說明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員對 本發(fā)明作各種各樣的修改，只要不偏離本發(fā)明的構(gòu)思精神，均在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范 圍。
【主權(quán)項】
1. 一種裡離子電池體發(fā)熱功率的測試方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 第一步:將空電態(tài)電池，外圍安裝具有導熱功能的侶管，侶管內(nèi)通恒定溫度T的冷凝劑， 電池正負極連接到充放柜； 第二步:空電態(tài)的裡離子電池 W恒定電流I充電至滿電態(tài)，通過充放電柜記錄電池充入 的能量Wi; 第=步:滿電態(tài)的裡離子電池 W恒定電流I放電至空電態(tài)，通過充放電柜記錄電池放出 的能量W2,記錄過程時間t; 第四步:根據(jù)預設計算公式，計算電池在充、放電過程中的總發(fā)熱量0^。 第五步:根據(jù)上述充放電時記錄的能量值Wi、W2W及放電時間t、電池的體積V計算充放 電過程中，電池的發(fā)熱功率P熱； 第六步:改變冷凝劑溫度T和充放電電流I，重復第一步至第四步，計算不同溫度和電流 下的電池的發(fā)熱功率P熱。2. 如權(quán)利要求1中所述的一種裡離子電池體發(fā)熱功率的測試方法，其特征在于，所述第 四步中的總發(fā)熱量的計算公式具體為：3. 如權(quán)利要求1中所述的一種裡離子電池體發(fā)熱功率的測試方法，其特征在于，所述的 電池體發(fā)熱功率P熱的計算公式具體為：4. 如權(quán)利要求1中所述的一種裡離子電池體發(fā)熱功率的測試方法，其特征在于，所述第 六步中，冷凝劑溫度T包括25°C、35°C、45°C、55°C、10°C、0°C、-10°C、-20°C，充放電電流倍 率包括 1/3C、1/2C、1C、1.5C、2C、3C、4C、5C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池工作時，測試自身發(fā)熱功率的方法，包括步驟：將具有導熱功能的鋁管安裝在測試電池外壁，鋁管內(nèi)通恒定溫度T的冷凝劑；空電態(tài)的鋰離子電池以恒定電流I充電至滿電態(tài)，通過充放電柜記錄電池充入的能量W1；滿電態(tài)的鋰離子電池以恒定電流I放電至空電態(tài)，通過充放電柜記錄電池放出的能量W2；改變鋁管內(nèi)冷凝劑溫度T、放電電流I值，重復上述步驟，測試電池在不同溫度下的發(fā)熱功率。本發(fā)明公開了一種測試鋰離子電池工作時體發(fā)熱功率的方法，其可以簡單可靠地測試得到鋰離子電池在特定溫度、特定倍率下工作時的體發(fā)熱功率。
【IPC分類】G01R31/36, G01K17/00
【公開號】CN105510837
【申請?zhí)枴緾N201510922439
【發(fā)明人】方雷, 王志忠, 許濤, 胡家佳
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月10日