CN104375087A - 一种动力电池组安全性的评价方法 - Google Patents
一种动力电池组安全性的评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104375087A CN104375087A CN201410490634.XA CN201410490634A CN104375087A CN 104375087 A CN104375087 A CN 104375087A CN 201410490634 A CN201410490634 A CN 201410490634A CN 104375087 A CN104375087 A CN 104375087A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery pack
- safety
- zone
- battery
- degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 claims description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 claims description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000935974 Paralichthys dentatus Species 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
一种动力电池组安全性的评价方法，包括步骤1、电池组事故的危害程度的设定；步骤2、发生频度的设定；步骤3、建立电池组安全性的R-Map图。本发明通过温升速率和最高温度参数来对动力电池组充放电过程中的安全性及临界安全性(合理可行的最低限度区)进行评价，从而保证电池组长期具有较高的安全性，客观上节约了消费者更换电池的成本。
Description
技术领域
本申请涉及动力电池安全性的评价方法，属于动力电池检测技术领域。
背景技术
电动道路车辆(包括电动汽车、电动摩托车等)的研究与发展，被认为是当前解决世界能源危机和全球环境污染的最现实、最有效的途径之一。而作为电动道路车辆用的电池是制约其发展的关键零部件之一。
电动道路车辆用电池通常需要将多个容量小、电压低的单体电池通过并/串联的方式组合成容量高、电压高的电池组。但是由于各单体电池的一致性差别，电池组经过一定的充放电循环之后性能会有不同程度的下降，表现为容量衰减率的加大和电池组内单体电池一致性差别变大，并且在使用过程中各单体电池的温度变化和温升速率各不相同，更加加大了电池组中各单体电池的不一致性，降低了电池组的整体性能，严重时甚至会产生一系列安全隐患例如爆炸、泄露等，影响电动车辆的行驶安全。
目前，单体电池一致性的评价方法是：检测单体电池的容量差、交流内阻差、初始电压差进行配组筛选，还有人提出一些观测电池充放电曲线的方法来评价电池的特征。
但是，上述方法均没有考虑电池在使用过程中温度的变化，因此无法很好的评价电池组在使用过程中的安全性。
因此，为了更好的评价由于各单体电池不一致性导致的电池组的安全性，须研发出一种依据各单体电池的温度及温升速率的变化情况评价电池组安全性的评价方法，以快速、便捷的实现对电池组安全性及临界安全性进行判断，并依据判断结果采取相应的措施，从而提高电池组的安全性及使用寿命。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种动力电池组安全性的评价方法，其包括设定电池组的危害程度和设定危害发生频度。
其中，其步骤可以具体为：
1、设定电池组事故的危害程度
室温下，设定电池组发生由于温度过高和/或温升过快引发事故的具体危害程度，按严重程度由高到低设定为五个程度：无伤、轻微、临界、严重以及致命；
2、设定发生频度；按发生频度由高到低设定为六个程度：频发、经常发生、偶发、不易发生、基本不可能以及不予考虑；
3、建立电池组安全性的R-Map图
根据步骤1和步骤2，对电池进行多次充放电，在充放电过程中利用热电耦获得电池的温度实验数据，以次来建立电池组安全性的R-Map图；在该图中将接受程度划分为三个大区，A区、B区和C区；其中，
A区表示表示不能接受的区域，即电池组应立即停止使用，并采取相应措施降低其风险，以提高其安全性；其中，A3不能接受的程度>A2不能接受的程度>A1不能接受的程度；
B区表示合理可行的最低限度区，其包括B区B1，B2和B3三个区；其中，B3的合理可行的最低限度区<B2的合理可行的最低限度区<B1的合理可行的最低限度区；
C区表示表示安全区域，即电池组是安全的。
本发明的优点在于：可以依据各单体电池的温升速率和最高温度对动力电池组充放电过程中的安全性及临界安全性(合理可行的最低限度区)进行评价，并根据判断结果采取相应的措施，在合理可行的情况下尽可能的降低其风险，从而在保证电池组长期具有较高的安全性，提高了锂离子电池组的质量，节约了消费者更换电池的成本。
具体实施方式：
以下结合具体实验装置来对本发明的方法步骤进行说明
试验仪器：综合电池测试仪(MACCOR 3400)和数据采集器(型号FLUKE2620)。
试验样品为：包含有96块单体电池的电池组，其中各单体电池，额定电压3.7V，标称容量10Ah；外形尺寸(长×宽×高)为：133mm×66mm×18mm；电池的正极活性材料为LiMn2O4，负极活性材料为石墨，电解液的主要成分为LiPF6、EC(碳酸乙烯酯)和DMC(碳酸二甲酯)，隔膜为celgard2325。
实验方法：在20℃士2℃的试验环境下，将布好温度采集点的待检测电池放在平面上(热电偶布置在正极附近)，采用综合电池测试仪对电池组进行20次充放电循环，每30秒采集一次温度数据，并计算温升速率。
动力电池安全性的评价方法步骤如下：
1、电池组事故的危害程度的设定
室温时，电池组发生由于温度过高或温升过快引发事故的具体危害程度的设定，如表1所示。
表1 危害程度
2、电池组安全性R-Map图的应用
在20次充放电过程中，热电偶共采集了1689600个数据，其中电池组中各单体电池温升速率和最高温度超过各阈值的情况如表2所示。
表2 实验结果
发生频度如表3所示。
表3 发生频度
| 危害程度 | 发生频度 |
| 0 | 2.6×10-1 |
| I | 4.0×10-6 |
| II | 1.8×10-6 |
| III | 1.5×10-7 |
| IV | 0 |
依据以上结果，做出电池组安全性R-Map图，如表4所示。
表4 电池组安全性R-Map图
根据表4可知，电池组的风险结果2个落在B2领域，1个落在B1领域，即该电池组应在合理可行的情况下尽可能的降低其风险，提高其安全性。
1)本发明基于风险坐标图(R-Map)方法提供了一种动力电池组安全性的评价方法；
2)该方法可对电池组的安全性及临界安全性(合理可行的最低限度区)进行判断，并根据判断结果在合理可行的情况下尽可能的降低其风险，从而在保证电池组长期具有较高的安全性。
3)该方法易于普及。可以提高锂离子电池组的质量，节约消费者更换电池的成本，具有一定的经济意义和社会意义
虽然上面已详细描述了本发明的实施方式，但在不偏离本发明的精神或实质特征的情况下，本发明还可以用其它的形式来体现。因此，以上的描述仅仅是为了说明，而不是为了限制。本发明的保护范围应由所附权利要求而不是说明书中的以上描述来限定。所有在权利要求含义内的等价变换均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种动力电池组安全性的评价方法，其包括设定电池组的危害程度和设定危害发生频度。
2.根据权利要求1所述的动力电池组安全性的评价方法，其步骤可以具体为：
1)、设定电池组事故的危害程度
室温下，设定电池组发生由于温度过高和/或温升过快引发事故的具体危害程度，按严重程度由高到低设定为五个程度：无伤、轻微、临界、严重以及致命；
2)、设定发生频度；按发生频度由高到低设定为六个程度：频发、经常发生、偶发、不易发生、基本不可能以及不予考虑；
3)、建立电池组安全性的R-Map图
根据步骤1)和步骤2)，对待测电池进行多次充放电，在整个充放电过程中利用热电耦获得电池的实时温度实验数据，以次来建立电池组安全性的R-Map图；在该图中将接受程度划分为三个大区，A区、B区和C区；其中，
A区表示表示不能接受的区域，即电池组应立即停止使用，并采取相应措施降低其风险，以提高其安全性；其中，A3不能接受的程度>A2不能接受的程度>A1不能接受的程度；
B区表示合理可行的最低限度区，其包括B区B1、B2和B3三个区；其中，B3的合理可行的最低限度区<B2的合理可行的最低限度区<B1的合理可行的最低限度区；
C区表示表示安全区域，即电池组是安全的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410490634.XA CN104375087A (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 一种动力电池组安全性的评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410490634.XA CN104375087A (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 一种动力电池组安全性的评价方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104375087A true CN104375087A (zh) | 2015-02-25 |
Family
ID=52554123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410490634.XA Pending CN104375087A (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 一种动力电池组安全性的评价方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104375087A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107192956A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-22 | 北京理工大学 | 一种电池短路漏液在线监测方法和装置 |
| CN107917961A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-04-17 | 中国检验检疫科学研究院 | 一种在役钢承力结构件安全性的测试方法 |
| CN110308393A (zh) * | 2018-03-21 | 2019-10-08 | 宝沃汽车（中国）有限公司 | 故障检测方法、装置、电池包及车辆 |
| WO2020199416A1 (zh) * | 2019-04-02 | 2020-10-08 | 清华大学 | 动力电池热失控安全性的定量评价方法及系统 |
| CN113500012A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-15 | 同济大学 | 一种基于聚类筛选的车载锂离子动力电池梯次利用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101387689A (zh) * | 2008-09-28 | 2009-03-18 | 广州丰江电池新技术有限公司 | 用碱性电池测试锂二次电池安全性的方法 |
| US20090096459A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Fujitsu Limited | Method of measuring characteristics regarding safety of battery |
| US20120078549A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for estimating state of health of battery of vehicle |
| CN102447275A (zh) * | 2010-10-11 | 2012-05-09 | 汽车零部件研究及发展中心有限公司 | 蓄电池控制系统 |
-
2014
- 2014-09-23 CN CN201410490634.XA patent/CN104375087A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090096459A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Fujitsu Limited | Method of measuring characteristics regarding safety of battery |
| CN101387689A (zh) * | 2008-09-28 | 2009-03-18 | 广州丰江电池新技术有限公司 | 用碱性电池测试锂二次电池安全性的方法 |
| US20120078549A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for estimating state of health of battery of vehicle |
| CN102447275A (zh) * | 2010-10-11 | 2012-05-09 | 汽车零部件研究及发展中心有限公司 | 蓄电池控制系统 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107192956A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-22 | 北京理工大学 | 一种电池短路漏液在线监测方法和装置 |
| CN107917961A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-04-17 | 中国检验检疫科学研究院 | 一种在役钢承力结构件安全性的测试方法 |
| CN110308393A (zh) * | 2018-03-21 | 2019-10-08 | 宝沃汽车（中国）有限公司 | 故障检测方法、装置、电池包及车辆 |
| WO2020199416A1 (zh) * | 2019-04-02 | 2020-10-08 | 清华大学 | 动力电池热失控安全性的定量评价方法及系统 |
| CN113500012A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-15 | 同济大学 | 一种基于聚类筛选的车载锂离子动力电池梯次利用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105789716B (zh) | 一种广义电池管理系统 | |
| CN103545567B (zh) | 一种快速分选锂离子电池的方法 | |
| CN104391252B (zh) | 一种汽车铅酸蓄电池健康状态检测方法 | |
| CN204269787U (zh) | 一种锂离子电池低温性能一致性的检测系统 | |
| Al-karakchi et al. | A method of electric vehicle charging to improve battery life | |
| CN101458310A (zh) | 一种电池一致性的评价方法 | |
| CN104166102B (zh) | 车用动力电池组的soc使用区间的判定方法 | |
| CN103995232B (zh) | 一种磷酸铁锂动力电池组峰值充放电性能的检测方法 | |
| CN104375087A (zh) | 一种动力电池组安全性的评价方法 | |
| CN104237802A (zh) | 一种锂离子电池低温性能一致性的检测方法 | |
| CN105738830A (zh) | 锂离子动力电池梯次利用分析方法 | |
| Lin et al. | Comparative study on the heat generation behavior of lithium-ion batteries with different cathode materials using accelerating rate calorimetry | |
| CN106848464A (zh) | 一种电池均衡估算法和电池管理系统 | |
| Burke et al. | Life cycle testing of lithium batteries for fast charging and second-use applications | |
| CN112540297A (zh) | 一种研究锂离子电池过充安全冗余边界的方法 | |
| CN104578266A (zh) | 电动汽车电池均衡方法 | |
| Wang | Power battery performance detection system for electric vehicles | |
| CN110085898B (zh) | 一种软包动力电池配组方法 | |
| CN105244535B (zh) | 一种锂离子二次电池的分选方法 | |
| CN106910957A (zh) | 一种二次利用铅酸蓄电池组筛选方法 | |
| CN110865307A (zh) | 一种电池模组余能检测方法 | |
| Zhang et al. | Multi-dimension fault diagnosis of battery system in electric vehicles based on real-world thermal runaway vehicle data | |
| Venkatapathy et al. | A systematic identification of first to second life shift-point of lithium-ion batteries | |
| CN107356880B (zh) | 电池电量检测方法 | |
| CN106711521B (zh) | 电池组均衡控制方法及控制电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150225 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |