CN114545258A - 电池包自放电的确定方法及确定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包自放电的确定方法及确定装置。本发明的电池包自放电的确定方法首先获取室温下电池包的放电容量C₀；再依据获取的放电容量C₀，对电池包分阶段放电，以获取各阶段下的放电容量C_n，电池包各阶段的放电操作在常温下进行；对电池包充电后，在室温下，对电池包静置、分阶段放电，以获取各阶段下的实际放电容量C_m；最后，依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。本发明的确定方法，检测两组放电电容测量值，且其中一组测量值是在电池包静置以环境适应温度后进行，可消减放电造成的电池包温升因素对电容测量误差的影响；借助两组数据的修正计算，利于测得电池包更准确的自放电率。

Description

电池包自放电的确定方法及确定装置

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，特别涉及一种电池包自放电的确定方法。另外，本发明还涉及一种电池包自放电的确定装置。

背景技术

由于锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长和电压高等优点，在发展迅速的新能源市场得到了广泛的应用。但是，在电池的存储过程中，通常伴随着容量的衰减，这一现象称为电池的自放电。一般来说，对于锂离子电池的自放电分为两种：一种是电池内部的物理微短路造成的自放电，这类自放电率一般较小且可逆；另一类为化学反响，即电解液与正负极之间的化学反应造成，这类自放电不可逆。但是无论是哪种自放电，均会影响到电池的性能表现，如果电池的自放电率得不到准确的测试，则会影响到电池系统对寿命的评估，甚至影响到整车质保及功能安全。

因此，确定一个准确、合理的自放电测试方法，对电池系统性能评估有着重大意义。现有的测试自放电的方法大多参照相关标准制定，一般先在室温下进行环境适应，之后在室温下标准充电，再进行标准循环(标准放电+标准充电)，并记录标准放电容量C₀；此后，将电池的SOC(荷电状态)调整至50％，再记录放电容量C₁；此后，在相应温度下(一般测试条件为25℃～45℃)将电池存储720小时(30天)，在室温下进行环境适应，之后在室温下进行标准循环(标准放电+标准充电)两次，记标准放电容量C₂、C₃。

通过上述测试方法，可得到电池包的自放电率为(1-(C₁+C₂)/C₀)*100％，容量恢复率C₃/C₀。但是，随着锂离子电池的发展，电池包结构种类也变得多种多样，在电池包充放电过程中，肯定会伴随着不同程度的温度升高，而温度又会影响到整个电池系统的性能表现。而上述方法未考虑到充放电过程中温度变化带来的影响，未消除此因素造成的误差，因此会造成测试获得自放电率不准确。

然而，自放电作为电池性能的一项重要指标，在电池设计验证、产品验证及出货要求等方面有着严格的指标要求，如果自放电不能进行准确的测试，则会影响到产品性能，甚至影响到客户使用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电池包自放电的确定方法，以利于电池包自放电率测量精确度的提升。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池包自放电的确定方法，该方法包括如下步骤：

获取室温下电池包的放电容量C₀；

依据获取的放电容量C₀，对所述电池包分阶段放电，以获取各阶段下的放电容量C_n，所述电池包各阶段的放电操作在常温下进行；

对所述电池包充电后，在室温下，对所述电池包静置、分阶段放电，以获取各阶段下的实际放电容量C_m；

依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。

进一步的，还包括如下步骤：

获取各阶段下的实际放电容量C_m后，对所述电池包充电，并在所述电池包的温度静置至室温后放电，以获取所述电池包的放电容量C_x；

依据放电容量C₀和放电容量C_x，获取电池包的容量恢复率。

进一步的，所述容量恢复率为C_x/C₀。

进一步的，所述电池包的自放电率为(1-各实际放电容量C_m之和/各放电容量C_n之和)*100％。

进一步的，放电容量C₀通过如下步骤获取：

将所述电池包在室温下进行环境适应；

在室温下标准放电，然后静置所述电池包，直至所述电池包的温度为室温；

在室温下标准充电，然后静置所述电池包，直至所述电池包的温度为室温；

在室温下标准放电，然后静置所述电池包，直至所述电池包的温度为室温，获取所述电池包的放电容量C₀。

进一步的，各阶段下的放电容量C_n包括放电容量C_n1和放电容量C_n2；依据放电容量C₀，在室温下调整所述电池包SOC至50％，获取所述电池包此时的放电电容C_n1；之后静置所述电池包，使所述电池包温度达到室温后，进行标准放电至所述电池包达到截止电压后，获取此过程中所述电池包的放电容量C_n2。

进一步的，进行标准放电至所述电池包内任一单体达到截止电压后，获取此过程中所述电池包的放电容量C_n2。

进一步的，实际放电容量C_m包括实际放电容量C_m1和实际放电容量C_m2，并通过如下步骤获取：

依据放电容量C₀，调整所述电池包SOC至50％，记录此时所述电池包的实际放电容量C_m1；

在测试温度下将所述电池存储T小时后，在室温下进行标准放电至所述电池包达到截止电压后，获取此过程中所述电池包的放电容量C_m2。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明的电池包自放电的确定方法，通过分段式放电，获取两组放电电容测量值，且其中一组测量值是在电池包静置以环境适应温度后进行，从而可消减放电造成的电池包温升因素对电容测量误差的影响；借助两组数据的修正计算，利于测得电池包更准确的自放电率，从而有助于更好的评估电池包的性能。

此外，在测试过程的末尾环节，对电池包充电，在电池包的温度静置至室温后放电，可测得放电容量C_x，进而求得电池包的容量恢复率，有助于进一步评估电池包的性能情况。

本发明的另一目的在于提出一种电池包自放电的确定装置，所述确定装置包括：

获取模块(1)，获取室温下电池包的放电容量C₀，各阶段下的放电容量C_n，以及各阶段下的实际放电容量C_m；

计算模块(2)，依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。

相对于现有技术，本发明的确定装置提供了一套电池包自放电性能测试的系统构成架构，有利于提升电池包自放电率、容量恢复率等测量的准确性，并快速获得测量的结果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的电池包自放电的确定方法的步骤流程示意图；

图2为本发明实施例二所述的电池包自放电的确定装置的系统构成示意图；

附图标记说明：

1、获取模块；2、计算模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种电池包自放电的确定方法，如图1所示，该方法整体上包括如下步骤：

步骤1：获取室温下电池包的放电容量C₀；

步骤2：依据获取的放电容量C₀，对所述电池包分阶段放电，以获取各阶段下的放电容量C_n，所述电池包各阶段的放电操作在常温下进行；

步骤3：对所述电池包充电后，在室温下，对所述电池包静置、分阶段放电，以获取各阶段下的实际放电容量C_m；

步骤4：依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。

基于上述的总体测量思路，本方法对电池包自放电测试优选采取分段式放电。

具体来说，对于满电的电池包，首先在室温下进行环境适应，之后在室温下进行标准放电，再将电池包静置至其温度趋于室温；此后在室温下对电池包进行标准充电，之后将电池包静置至其温度至室温，再室温下标准放电，待电池包静置至温度为室温时，测量记录放电容量C₀。之后进行步骤2的测量。

在步骤2中，在室温下标准充电，之后静置至电池包温度达到室温；之后，依据C₀，在室温下调整电池包的SOC至50％，记为容量C₁，之后静置至电池包温度达到室温，再次进行标准放电至电池包内任一单体达到截止电压，记录此过程的放电容量C₂；该步骤获得的C_n包括放电容量C_n1和放电容量C_n2；其中，C_n1为C₁，C_n2为C₂。此后进行步骤3。

在步骤3中，在室温下标准充电，之后静置至电池包温度达到室温；之后，依据C₀，在室温下调整电池包的SOC至50％，记为容量C₃；在相应温度下(一般测试条件为25℃～45℃)，存储720小时左右的时间，使电池包在室温下进行环境适应；此后，在室温下进行标准放电，记放电容量C₄，该步骤获得的C_m分别为C₃和C₄。在该步骤中，C_m包括实际放电容量C_m1和实际放电容量C_m2，室温取25℃，电池存储时间T取720；获得C_m1为C₃；，C _m2为C₄。此后进行步骤4。

在步骤4中，在获取各阶段下的实际放电容量C_m后，在室温下对电池包进行标准充电，后静置至电池包温度达到室温，之后放电，以测量获取电池包的放电容量C_x；该步骤中获得的C_x为C₅。

另外，在对于放电容量C₀的具体测量获得步骤，优选采用如下方法。首先，在获得放电容量C₀之前需要将电池包在室温下进行环境适应，然后在室温下标准放电，并静置电池包，直至电池包的温度为室温；此后在室温下标准充电，然后静置电池包，直至电池包的温度为室温；最后在室温下标准放电，然后静置所述电池包，直至电池包的温度为室温，获取电池包的放电容量C₀。

基于上述测试获得的数据，可计算电池包的容量恢复率为C_x/C₀＝C₅/C₀；电池包的自放电率为(1-各实际放电容量C_m之和/各放电容量C_n之和)*100％，即自放电率为(1-(C₃+C₄)/(C₁+C₂))*100％。

需要指出的是，上述的电池包的分阶段测量，可根据电池包的荷电状态SOC的不同比例数值划分出不同的阶段，例如，可在SOC为50％进行，也可以是40％、60％等情况下进行。电池的存储时间T优选取720小时，该T也可在合理时间范围内调整，例如选取600小时、840小时等。上述提到的常温或者室温，参照化工工艺或工程上的常规理解即可；在本发明的实际操作中，该温度范围可以在20℃～30℃之间，例如，20℃、25℃、28℃或30℃均可；一般该常温或室温取25℃。

通过以上测试方法，可得到电池包的容量恢复率和自放电率。由于通过分段式放电，获取两组放电电容测量值，且其中一组测量值是在电池包静置以环境适应温度后进行，从而可消减放电造成的电池包温升因素对电容测量误差的影响；借助两组数据的修正计算，利于测得电池包更准确的自放电率，相比于现有的测试方法，得到的测量结果准确性更高，有助于更好的评估电池包的性能。

在本发明的方法中，通过分段式放电，避免了满放条件下与分段式放电温升不同造成的电池包的容量不一致的情况。通过控制变量，使得温度条件不会影响到整包自放电率测试结果，可通过此方法测得电池包更准确的自放电率，从而更好的评估电池系统性能。

此外，在测试过程的末尾环节，对电池包充电，在电池包的温度静置至室温后放电，可测得放电容量C_x，进而求得电池包的容量恢复率，有助于进一步评估电池包的性能情况。

实施例二

本实施例涉及一种电池包自放电的确定装置，图2示出了该确定装置的一种示例性系统构成。

该确定装置包括获取模块1和计算模块2。其中，获取模块1用来获取室温下电池包的放电容量C₀、各阶段下的放电容量C_n、以及各阶段下的实际放电容量C_m。计算模块2则用来依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。

上述的获取模块1可以是一套用来测量电池包放点电容的检查仪器，参照实施例一所提供的电池包自放电的确定方法，对电池包进行各步骤的检测，以获得C₀、C_n、C_m以及C_x等各项测量数据；并通过线路通信等方式传输给计算模块2。计算模块2可以是人工操作的计算器，也可以是依照本发明提供的计算公式设定好计算程序的计算机。通过计算模块2可快速完成对测量结果的计算，从而方便地获得电池的自放电率和容量恢复率等性能指标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池包自放电的确定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

获取室温下电池包的放电容量C₀；

依据获取的放电容量C₀，对所述电池包分阶段放电，以获取各阶段下的放电容量C_n，所述电池包各阶段的放电操作在常温下进行；

对所述电池包充电后，在室温下，对所述电池包静置、分阶段放电，以获取各阶段下的实际放电容量C_m；

依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。

2.根据权利要求1所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取各阶段下的实际放电容量C_m后，对所述电池包充电，并在所述电池包的温度静置至室温后放电，以获取所述电池包的放电容量C_x；

依据放电容量C₀和放电容量C_x，获取电池包的容量恢复率。

3.根据权利要求1所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于：所述容量恢复率为C_x/C₀。

4.根据权利要求1所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于：所述电池包的自放电率为(1-各实际放电容量C_m之和/各放电容量C_n之和)*100％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于，放电容量C₀通过如下步骤获取：

将所述电池包在室温下进行环境适应；

在室温下标准放电，然后静置所述电池包，直至所述电池包的温度为室温；

在室温下标准充电，然后静置所述电池包，直至所述电池包的温度为室温；

在室温下标准放电，然后静置所述电池包，直至所述电池包的温度为室温，获取所述电池包的放电容量C₀。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于：各阶段下的放电容量C_n包括放电容量C_n1和放电容量C_n2；依据放电容量C₀，在室温下调整所述电池包SOC至50％，获取所述电池包此时的放电电容C_n1；之后静置所述电池包，使所述电池包温度达到室温后，进行标准放电至所述电池包达到截止电压后，获取此过程中所述电池包的放电容量C_n2。

7.根据权利要求6所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于：进行标准放电至所述电池包内任一单体达到截止电压后，获取此过程中所述电池包的放电容量C_n2。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池包自放电的确定方法，其特征在于，实际放电容量C_m包括实际放电容量C_m1和实际放电容量C_m2，并通过如下步骤获取：

依据放电容量C₀，调整所述电池包SOC至50％，记录此时所述电池包的实际放电容量C_m1；

在测试温度下将所述电池存储T小时后，在室温下进行标准放电至所述电池包达到截止电压后，获取此过程中所述电池包的放电容量C_m2。

9.一种电池包自放电的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：

获取模块(1)，获取室温下电池包的放电容量C₀，各阶段下的放电容量C_n，以及各阶段下的实际放电容量C_m；

计算模块(2)，依据各阶段下的放电容量C_n和各阶段下的实际放电容量C_m，获取电池包的自放电率。

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