一种锂离子电池温熵系数测量方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池温熵系数测量方法，包括：在恒温环境下，获取被测锂离子电池的实时开路电压、恒温实时放电容量、随荷电状态变化的实时开路电压；在绝热环境下，获取被测锂离子电池的实时电压、绝热实时放电容量、累计放电时间、实时温度、随荷电状态变化的实时电压、随荷电状态变化的绝热温升速率；根据随荷电状态变化的实时开路电压、随荷电状态变化的实时电压、随荷电状态变化的绝热温升速率，确定实时温熵系数。本发明专利技术的测量方法可以通过计算得到锂离子电池在整个荷电状态范围内连续变化的温熵系数，且为一种简单高效的测量方法。量方法。量方法。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池温熵系数测量方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池热安全
，更具体的涉及一种锂离子电池温熵系数测量方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池的广泛应用极大的方便了人们的生活，特别是电动汽车的普及，在给人们带来更舒适的出行体验之外，也大大降低了对能源的消耗。但是，电动汽车的安全问题也日益突出，严重影响了锂离子电池的发展。电动汽车安全问题主要由于电池的安全问题引起，而电池的安全问题很大程度上来源于电池在工作过程中的产热问题。因此锂离子电池的产热问题成为电动车安全的关键所在。
[0003]建立锂离子电池充放电过程中的产热模型可以为锂离子电池热管理系统提供参考。锂离子电池的产热分为可逆热和不可逆热两部分。不可逆热可以通过测量电池内阻获取，可逆热的计算则需要获得所研究电池的温熵系数。传统的锂离子电池的温熵系数通过开路电压法来获得，其具体方法为，通过测试得到电池在某一特定荷电状态下开路电压随温度变化的斜率，即所测电池在该荷电状态下的温熵系数。这种方法只能得到电池在特定荷电状态下的温熵系数，而无法获取电池在整个荷电状态范围内连续变化的温熵系数值。另外，这种方法需要耗费大量的测试时间，极大的影响了研究效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种锂离子电池温熵系数测量方法，用以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术实施例提供一种锂离子电池温熵系数测量方法，包括：
[0006]在恒温环境下，获取被测锂离子电池的实时开路电压、恒温实时放电容量；r/>[0007]根据恒温实时放电容量，获得恒温实时荷电状态；并将实时开路电压和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的实时开路电压；
[0008]在绝热环境下，获取被测锂离子电池的实时电压、绝热实时放电容量、累计放电时间、实时温度；
[0009]将实时温度对累计放电时间求导，获得绝热温升速率；
[0010]根据绝热实时放电容量，获得恒温实时荷电状态；并将实时电压和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的实时电压，及将绝热温升速率和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的绝热温升速率；
[0011]根据随荷电状态变化的实时开路电压、随荷电状态变化的实时电压、随荷电状态变化的绝热温升速率，确定实时温熵系数。
[0012]进一步地，所述获取被测锂离子电池的实时开路电压、恒温实时放电容量，具体包括：
[0013]将被测电池置于恒温环境中，设置一个初始温度值T0，并保持足够长时间以使被
测锂离子电池与恒温环境达到热平衡；
[0014]对被测锂离子电池在T0温度环境下进行充放电循环活化后，充电至满电态并静置足够长时间使被测锂离子电池达到平衡状态；
[0015]对满电态的被测锂离子电池在T0温度下以1/25C倍率进行恒流放电，当被测锂离子电池的电压达到放电截止电压后终止放电，记录放电i时刻的实时开路电压、恒温实时放电容量。
[0016]进一步地，所述恒温实时荷电状态为：
[0017][0018]其中，Q0为恒温整个放电过程的实际总放电容量；Q
0,i
为恒温放电至第i时刻时的实际放电总容量。
[0019]进一步地，所述随荷电状态变化的实时开路电压为：
[0020][0021]其中，U
OCV，i
为实时开路电压。
[0022]进一步地，所述获取被测锂离子电池的实时电压、绝热实时放电容量、累计放电时间、实时温度，具体包括：
[0023]将被测锂离子电池置于绝热环境中，记录被测锂离子电池的实时温度；
[0024]调整被测锂离子电池的初始温度与绝热环境温度一致；
[0025]将被测锂离子电池从满电态进行恒流放电，当被测锂离子电池的电压达到放电截至电压后终止放电，记录放电i时刻被测锂离子电池的实时电压、绝热实时放电容量、累计放电时间、实时温度。
[0026]进一步地，所述绝热实时荷电状态为：
[0027][0028]其中，Q1为绝热环境下整个放电过程的实际总放电容量；Q
1,i
为绝热环境下放电至第i时刻时的实际放电总容量。
[0029]进一步地，所述随荷电状态变化的实时电压为：
[0030][0031]其中，U
1，i
为实时电压。
[0032]进一步地，所述随荷电状态变化的绝热温升速率为：
[0033][0034]其中，dTdt
i
为绝热温升速率。
[0035]进一步地，所述实时温熵系数为：
[0036][0037]其中，T
1，i
‑1为i
‑
1时刻时被测锂离子电池的温度；I1为绝热环境下放电电流；M为被测锂离子电池的质量；Cp为被测锂离子电池的比热容；为随荷电状态变化的实时开路电压；为随荷电状态变化的实时电压；为随荷电状态变化的绝热温升速率。
[0038]本专利技术实施例提供一种锂离子电池温熵系数测量方法，与现有技术相比，其有益效果如下：
[0039]本专利技术通过记录锂离子电池在绝热环境下的温升速率，结合锂离子电池恒温下的开路电压以及绝热条件下的放电电压数据，可以通过计算得到锂离子电池在整个荷电状态范围内连续变化的温熵系数。本专利技术为锂离子电池温熵系数的测量提供了一种简单高效的途径，节约了测试时间。
附图说明
[0040]图1为本专利技术实施例提供的一种锂离子电池温熵系数测量方法流程示意图；
[0041]图2为本专利技术实施例提供的被测锂离子电池随荷电状态SOC变化的电压和温升速率示意图；
[0042]图3为本专利技术实施例提供的实施例1得到的18650圆柱电池的温熵系数结果。
具体实施方式
[0043]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]参见图1，本专利技术实施例提供一种锂离子电池温熵系数测量方法，该方法包括：
[0045]步骤S1，在恒温环境下，获取被测锂离子电池的实时开路电压、恒温实时放电容量。
[0046]步骤S2，根据恒温实时放电容量，获得恒温实时荷电状态；并将实时开路电压和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的实时开路电压。
[0047]步骤S3，在绝热环境下，获取被测锂离子电池的实时电压、绝热实时放电容量、累计放电时间、实时温度。
[0048]步骤S4，将实时温度对累计放电时间求导，获得绝热温升速率。
[0049]步骤S5，根据绝热实时放电容量，获得恒温实时荷电状态；并将实时电压和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的实时电压，及将绝热温升速率和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的绝热温升速率。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池温熵系数测量方法，其特征在于，包括：在恒温环境下，获取被测锂离子电池的实时开路电压、恒温实时放电容量；根据恒温实时放电容量，获得恒温实时荷电状态；并将实时开路电压和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的实时开路电压在绝热环境下，获取被测锂离子电池的实时电压、绝热实时放电容量、累计放电时间、实时温度；将实时温度对累计放电时间求导，获得绝热温升速率；根据绝热实时放电容量，获得恒温实时荷电状态；并将实时电压和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的实时电压及将绝热温升速率和恒温实时荷电状态对应，获得随荷电状态变化的绝热温升速率根据随荷电状态变化的实时开路电压随荷电状态变化的实时电压随荷电状态变化的绝热温升速率确定实时温熵系数。2.如权利要求1所述的锂离子电池温熵系数测量方法，其特征在于，所述获取被测锂离子电池的实时开路电压、恒温实时放电容量，具体包括：将被测电池置于恒温环境中，设置一个初始温度值T0，并保持足够长时间以使被测锂离子电池与恒温环境达到热平衡；对被测锂离子电池在T0温度环境下进行充放电循环活化后，充电至满电态并静置足够长时间使被测锂离子电池达到平衡状态；对满电态的被测锂离子电池在T0温度下以1/25C倍率进行恒流放电，当被测锂离子电池的电压达到放电截止电压后终止放电，记录放电i时刻的实时开路电压、恒温实时放电容量。3.如权利要求2所述的锂离子电池温熵系数测量方法，其特征在于，所述恒温实时荷电状态为：其中，Q0为恒温整个放电过程的实际总放电容量；Q
0,i
为恒温放电至第i时刻时的实际放电总容量。4.如权利要求3所述的锂离子电池温熵系数测量方法，其特征在于，所述随...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭满毅，晏莉琴，罗英，吕桃林，解晶莹，沈超，谢科予，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：