锂离子蓄电池单体寿命检测方法技术

本发明专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型及其检测方法，包括以下步骤：获取锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值；获取锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线；获取锂离子蓄电池单体被测件在不同的特定温度下的直流内阻值；计算锂离子蓄电池单体标准件在不同特定温度下对基准温度的直流内阻变化率；计算运算锂离子蓄电池单体被测件与锂离子蓄电池单体标准件的等效系数；将等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制锂离子蓄电池单体待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命。

【技术实现步骤摘要】
锂离子蓄电池单体寿命检测方法
本专利技术涉及新能源汽车电源应用
，具体涉及一种锂离子蓄电池单体寿命检测方法。
技术介绍
锂离子蓄电池在新能源汽车电源中应用至关重要，新能源汽车电源的使用寿命始终是消费者关注的焦点，为此，锂离子蓄电池单体的寿命成为设计师在新能源汽车新产品设计中的关键指标之一。在较短的周期内，获得所采用的锂离子蓄电池相对准确的循环寿命特性，对于新能源汽车开发十分重要。由于锂离子蓄电池单体具有充放电电流小，发热量小、循环寿命长的特点，因此目前应用比较广泛的单体寿命曲线推算法。该方法是先测试锂离子蓄电池单体的全生命周期寿命曲线，根据准确的测试曲线模拟获得准确电池包的使用寿命，但测试单体电池一次循环需要约4h，对锂离子电池全寿命周期(80％能力)进行评估则需要约8500小时以上，评价全寿命周期花费时间太长，故延长了新车型开发周期。另一种典型方法电池包寿命测试法。该方法是测试电池模组或电池包寿命，该方法测试的寿命特性更准确，但其测试的周期与锂离子蓄电池单体周期相当，故测试周期长；而且该方法还需要搭建一个温控系统、安全预警/防爆系统及测试系统组成的综合台架，导致电池模组或电池包全寿命周期评价资源短缺。因此，目前仍较多的采用单体寿命曲线推算法来满足新能源汽车设计开发需求。目前，在新能源汽车应用领域，锂离子蓄电池包的寿命与其组成的单体电池寿命密不可分。但是锂离子蓄电池单体寿命的加速或延缓受外部因素和内部因素双重影响，对电池寿命影响显著的外部因素包括工作温度、工作电流，内部因素则包括电池电极材料和在电化学反应过程中，发生正常充放电以外的副反应。内部因素特性采用电化学性能表征，则包括欧姆电阻、极化电阻、极化电容和开路电压等参数，以上参数适用于材料基础研究也与其直流内阻有着直接关系。故在电池应用阶段，在外部因素条件的干涉下，采用直流内阻可以较准确的表征电池自身的特征，为锂离子蓄电池单体寿命获得做出重要的意义。中国专利申请公布号为CN201710238631.0，申请公布日为2017年4月13日的使用新型专利公开了一种检测锂离子电池循环寿命的方法和系统，该方法的锂离子蓄电池采用大电流寿命测试等效其小电流时的寿命，还是需要对电池进行大电流寿命测试，测试周期较长，且对于同体系同结构的高比能功能与高功率功能锂离子蓄电池单体不可通用，应用范围比较小。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种锂离子蓄电池单体寿命检测方法，缩短了锂离子蓄电池单体循环寿命的测试周期，扩大了锂离子蓄电池单体寿命模型的应用范畴，满足新能源汽车设计开发需。本专利技术提供了一种锂离子蓄电池单体寿命检测方法，其特征在于包括以下步骤：a.测量出锂离子蓄电池单体标准件的容量值；b.获取锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值；c.获取锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线；d.获取锂离子蓄电池单体被测件在不同的特定温度下的直流内阻值；e.依据锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值，计算锂离子蓄电池单体标准件在不同特定温度下对基准温度的直流内阻变化率；f.依据锂离子蓄电池单体被测件不同温度下的直流内阻值及标准件直流内阻变化率等效运算锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值；g.根据步骤f中锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下等效运算的直流内阻值，和步骤d中在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件测量计算的直流内阻值，计算运算锂离子蓄电池单体被测件与锂离子蓄电池单体标准件的等效系数；h.依据步骤c测量的锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线，将等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制锂离子蓄电池单体待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命。上述技术方案中，所述步骤a包括以下步骤：在指定温度的环境中，先采用设定电流值对锂离子蓄电池单体标准件以恒流恒压方式充满电，搁置30min，再分别在不同的特定温度下搁置指定温度对应的时间，然后分别在不同的特定电流条件下，分别对锂离子蓄电池单体标准件进行恒流放电，放电完成后搁置30min，测量出锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的不同特定电流条件对应的电池容量值；求取在某一特定温度下不同特定电流条件对应的锂离子蓄电池单体标准件电池容量值的平均值作为该特定温度下锂离子蓄电池单体标准件的特定容量值。上述技术方案中，所述步骤b和d中采用同样的方法获取锂离子蓄电池单体标准件和被测件在不同的特定温度下的直流内阻值，具体包括以下步骤：采用设定电流值，在指定温度的环境中，先将锂离子蓄电池单体标准件或被测件剩余电量调整至50％，再分别在不同特定温度下搁置指定温度对应的时间，采用不同的特定电流分别对锂离子蓄电池单体标准件或被测件进行恒电流放电10s，接着以相同的特定电流值恒电流充电10s，测量得到锂离子蓄电池单体标准件或被测件的放电电压差与充电电压差；依据欧姆定律，计算获得某一特定温度下采用某一特定电流对应的锂离子蓄电池单体标准件或被测件的特定放电直流内阻与特定充电直流内阻，两者平均值为锂离子蓄电池单体标准件或被测件在该特定温度下采用该特定电流对应的特定直流内阻值；求取在某一特定温度下不同特定电流对应的锂离子蓄电池单体标准件或被测件的特定直流内阻值的平均值作为该特定温度下锂离子蓄电池单体标准件或被测件的特定直流内阻值。上述技术方案中，所述步骤c具体包括以下步骤：对锂离子蓄电池单体标准件做充放电循环，直到容量衰减到初始容量值的50％，以得到锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线。上述技术方案中，所述步骤c包括以下步骤：在指定温度的的环境下，采用设定电流值对锂离子蓄电池单体标准件进行恒电流充电到截止电压且限制充电时间，搁置至指定时间后，再采用设定电流值对锂离子蓄电池单体标准件进行恒电流放电到截止电压且限制放电时间，搁置至指定时间，依照上述方式进行充放电循环，直到容量衰减到初始容量的50％，以得到指定温度的环境下，锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线。上述技术方案中，所述步骤e中选取特定温度值中的某一数值作为基准温度值，则其他特定温度下的直流内阻变化率为锂离子蓄电池单体标准件该温度下的特定直流内阻值与基准温度值下的特定直流内阻值的比值。上述技术方案中，所述步骤f中，在某特定温度下的锂离子蓄电池单体被测件特定直流内阻值的等效运算值为该特定温度下的锂离子蓄电池单体被测件的特定直流内阻值除以该特定温度下锂离子蓄电池单体标准件的直流内阻变化率的计算结果；锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的特定直流内阻值的等效运算值为其他各特定温度下的特定直流内阻值的等效运算值的平均值。上述技术方案中，所述步骤g中等效系数为在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件测量计算的特定直流内阻值与锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的特定直流内阻值的等效运算值的比值。上述技术方案中，锂离子蓄电池单体标准件和被测件采用同体系同结构的锂离子蓄电池单体。上述技术方案中，特定温度的温度值包括：-20℃、-10℃、0℃、25℃，选择25度作为基准温度值；指定温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子蓄电池单体寿命检测方法，其特征在于包括以下步骤：/na.测量出锂离子蓄电池单体标准件的容量值；/nb.获取锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值；/nc.获取锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线；/nd.获取锂离子蓄电池单体被测件在不同的特定温度下的直流内阻值；/ne.依据锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值，计算锂离子蓄电池单体标准件在不同特定温度下对基准温度的直流内阻变化率；/nf.依据锂离子蓄电池单体被测件不同温度下的直流内阻值及标准件直流内阻变化率等效运算锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值；/ng.根据步骤f中锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下等效运算的直流内阻值，和步骤d中在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件测量计算的直流内阻值，计算运算锂离子蓄电池单体被测件与锂离子蓄电池单体标准件的等效系数；/nh.依据步骤c测量的锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线，将等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制锂离子蓄电池单体待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子蓄电池单体寿命检测方法，其特征在于包括以下步骤：
a.测量出锂离子蓄电池单体标准件的容量值；
b.获取锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值；
c.获取锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线；
d.获取锂离子蓄电池单体被测件在不同的特定温度下的直流内阻值；
e.依据锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的直流内阻值，计算锂离子蓄电池单体标准件在不同特定温度下对基准温度的直流内阻变化率；
f.依据锂离子蓄电池单体被测件不同温度下的直流内阻值及标准件直流内阻变化率等效运算锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值；
g.根据步骤f中锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下等效运算的直流内阻值，和步骤d中在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件测量计算的直流内阻值，计算运算锂离子蓄电池单体被测件与锂离子蓄电池单体标准件的等效系数；
h.依据步骤c测量的锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线，将等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制锂离子蓄电池单体待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命。


2.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池单体寿命检测方法，其特征在于所述步骤a包括以下步骤：在指定温度的环境中，先采用设定电流值对锂离子蓄电池单体标准件以恒流恒压方式充满电，搁置30min，再分别在不同的特定温度下搁置指定温度对应的时间，然后分别在不同的特定电流条件下，分别对锂离子蓄电池单体标准件进行恒流放电，放电完成后搁置30min，测量出锂离子蓄电池单体标准件在不同的特定温度下的不同特定电流条件对应的电池容量值；求取在某一特定温度下不同特定电流条件对应的锂离子蓄电池单体标准件电池容量值的平均值作为该特定温度下锂离子蓄电池单体标准件的特定容量值。


3.根据权利要求2所述的锂离子蓄电池单体寿命检测方法，其特征在于所述步骤b和d中采用同样的方法获取锂离子蓄电池单体标准件和被测件在不同的特定温度下的直流内阻值，具体包括以下步骤：采用设定电流值，在指定温度的环境中，先将锂离子蓄电池单体标准件或被测件剩余电量调整至50％，再分别在不同特定温度下搁置指定温度对应的时间，采用不同的特定电流分别对锂离子蓄电池单体标准件或被测件进行恒电流放电10s，接着以相同的特定电流值恒电流充电10s，测量得到锂离子蓄电池单体标准件或被测件的放电电压差与充电电压差；依据欧姆定律，计算获得某一特定温度下采用某一特定电流对应的锂离子蓄电池单体标准件或被测件的特定放电直流内阻与特定充电直流内阻，两者平均值为锂离子蓄电池单体标准件或被测件在该特定温度下采用该特定电流对应的特定直流内阻值；求取在某一特定温度下不同特定电流对应的锂离子蓄电池单体标准件或被测件的特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟仙雅，冯修成，周建刚，任卫群，宋宏贵，罗霄，周芷仰，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42