新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，且公开了一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，包括如下步骤：步骤一：准备两组相同容量的电池组，在常温下对电池组进行容量测试，记录电池组实际的标准容量，分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行充放电；步骤二：对电池组进行动态应力工况循环测试，每50

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体为一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法。

技术介绍

[0002]纯电动汽车正常运行所需锂离子动力电池数目在100
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130个左右，为了方便管理和后期维护，一般采用模块化设计，每个电池模块由10
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13个电池串联组成；由于车辆上装载电池的空间有限，所以电池与电池之间是密堆积的。当电池组在充电时，或者车辆在高速、低速、加速、减速等交替变换的不同行驶状况下以不同倍率放电时，都会以不同的速率产生热量，加上空间狭窄，因而随着时间的累积将会聚集大量热量，从而导致电池组运行环境温度变化较大。而动力电池的性能对温度变化较敏感。当电池组在低温时，尤其是在
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10℃以下时，电池活性明显降低，电池的欧姆内阻和极化内阻增加，电池组的放电能力下降，放电平台变低，且更加容易达到放电截止电压，使得电池的实际可用容量减小、能量利用效率下降。在低温充电时，由于电池的活性差，大电流充电情况下，容易在一瞬间产生大量热量，使电池发生热失控或爆炸，特别是容易使电池负极石墨的嵌入能力下降，这样电池正极反应放出的锂离子可能在电池负极沉积下来，造成锂枝晶的形成，使得可用的锂离子减少，严重的时候造成电池内部短路。当电池在充放电过程中，各种化学反应和电化学反应所放出的大量热容易在电池内部积聚，如果得不到及时通风散热，将导致电池组系统的温度过高或温度分布不均匀，其结果将降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响系统安全性与可靠性。再者，由于发热电池体的密集摆放，中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少则增加了电池组中各单体之间的温度不均衡，这将造成各电池模块、单体性能的不均衡，影响电池性能的一致性及电池荷电状态(SOC)估计的准确性，最终影响到电动车的系统控制。这就需要我们在电池组模块的结构设计中添加温度控制系统来保证电池单体的正常运行，使得电池组中每个电池都能发挥出最佳性能。
[0003]锂离子电池内部产生的热量主要是源自四部分：反应热、极化热、焦耳热和分解热。反应热是由于电池内部的各种化学反应而产生的热量，这部分热量在充电时为负值，在放电时为正值。极化热是电池在充放电过程中，由于电池的极化，电池的平均电压会与开路电压有所偏差，而导致产生的热量，这部分热量在充放电的时候都为正值。焦耳热这部分热量是由于电池内部存在电阻而产生的，在充放电的过程中这部分热量都为正值。分解热是电池的电极在自放电的存在下电极的分解而产生的热量，这部分热量在充放电的时候都很小，因而可以忽略不计。由于反应热在充电时为负值，在放电时为正值，因此电池在放电过程中的热生成率要大于充电过程中的热生成率，从而导致放电时电池温度要比充电时电池的温度高。对于一个完全充满电状态下的锂离子全电池，它在可逆放电过程中的总反应中呈现了放热效应。
[0004]目前在测试锂离子电池组的高温状态参数时只能够针对电池组在高温和常温下的参数变化，依次判断电池组的耐热状态，而电池组的使用不仅依附于温度的变化，电池组
的耐热耐用性也是比较重要的，而检测电池组的耐热耐用性还需另外增加测试，耗费人力物力。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，以至少解决
技术介绍
提出的问题之一。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一：准备两组相同容量的电池组，在常温下对电池组进行容量测试，记录电池组实际的标准容量，分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行充放电。
[0008]步骤二：对电池组进行动态应力工况循环测试，每50
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100次工况循环测试结束后，返回步骤一进行标准容量测试，记录标准容量测试次数K，若连续 5
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10次标准容量测试的实际容量均小于额定容量C的80％，则该温度下的循环测试结束，标准容量测试次数K表示电池组循环寿命，其中截取第20次、 40次、60次充放电循环。
[0009]步骤三：重复步骤一至二，分别测试多个温度点下的电池组循环寿命，通过采集在不同温度条件下测试标准容量的次数K，作T
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3—lnK曲线，由拟合方程推算出其他温度下动力电池组的循环寿命。
[0010]优选地：
[0011]第一步、在前20次循环过程中，记录25℃的表现和60℃的表现数据；
[0012]第二步、在前40次循环过程中，记录25℃的表现和60℃的表现数据；
[0013]第三步、在前60次循环过程中，记录25℃的表现和60℃的表现数据。
[0014]优选地，电池组为063450方型磷酸亚铁锂电池组，电池组的额定容量为 950mAh，额定电压为330V。
[0015]优选地，步骤二中动态应力工况循环测试的截止条件有：放电深度为80％ DOD，电池组的放电截止电压为295V，充电截止电压为367V。
[0016]优选地，所述步骤二中，每20次动态应力工况循环测试进行一次标准容量测试，连续5次标准容量测试的实际容量均小于额定容量C的80％时，循环测试结束。
[0017]优选地，所述步骤三中，测试了温度25℃、60℃下电池组的循环寿命，拟合方程为：lnKi＝
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7.453+3940/Ti(308K≤Ti＜333K)，lnKi＝ 12.25
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1947/Ti(273K≤Ti＜308K)。
[0018]优选地，其中一组所述电池组是通过充放电的方式进行测试。
[0019]优选地，其中另一组所述电池组是通过外界温度变化方式进行测试。
[0020]本专利技术实施例提供了一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，具备以下有益效果：
[0021]该种专利技术应用于新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，通过设置电池组的高温状态参数可以测试电池组的循环寿命，这样测试不仅可以测试电池组在高温状态下的参数变化，还能够将电池组的循环寿命测出。
具体实施方式
[0022]下面将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。
[0023]一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，包括如下步骤：
[0024]步骤一：准备两组相同容量的电池组，在常温下对电池组进行容量测试，记录电池组实际的标准容量，分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行充放电，通过保障两组电池组的容量相同，依次保障电池组的基数相同，且在常温下对电池组进行容量测试，分别记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：准备两组相同容量的电池组，在常温下对电池组进行容量测试，记录电池组实际的标准容量，分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行充放电。步骤二：对电池组进行动态应力工况循环测试，每50
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100次工况循环测试结束后，返回步骤一进行标准容量测试，记录标准容量测试次数K，若连续5
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10次标准容量测试的实际容量均小于额定容量C的80％，则该温度下的循环测试结束，标准容量测试次数K表示电池组循环寿命，其中截取第20次、40次、60次充放电循环。步骤三：重复步骤一至二，分别测试多个温度点下的电池组循环寿命，通过采集在不同温度条件下测试标准容量的次数K，作T
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3—lnK曲线，由拟合方程推算出其他温度下动力电池组的循环寿命。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方法，其特征在于：第一步、在前20次循环过程中，记录25℃的表现和60℃的表现数据；第二步、在前40次循环过程中，记录25℃的表现和60℃的表现数据；第三步、在前60次循环过程中，记录25℃的表现和60℃的表现数据。3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力锂离子电池组高温状态参数的研究方...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴睿，王焱，孙克亮，卢航，
申请(专利权)人：茵卡动力新能源江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：