CN104681851B

CN104681851B - 一种汽车用锂离子动力电池配组方法

Info

Publication number: CN104681851B
Application number: CN201510067986.9A
Authority: CN
Inventors: 袁圣杰; 韦中乐; 钱广
Original assignee: Via Electric Vehicle Technology (suzhou) Co Ltd
Current assignee: Via Electric Vehicle Technology (suzhou) Co Ltd
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: CN104681851A

Abstract

本发明涉及的一个实施方式提供了一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其包括以下步骤。获得待筛选电池的放电容量C值和能量Q值；对所述电池充电至第一SOC值，获得当时电池电压V0；使其放电获得其当时电池末期电压V1，获得直流内阻R；常温存贮电池T1小时，获得电池电压V2，进而获得电压差值ΔV。最后根据这些筛选参数：C、Q、R、V0、ΔV值中的一个或多个，来确定所述待筛选电池是否符合需要，以用于组成动力电池组。本发明涉及的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其筛选出的电池所组成的电池组，具有更长的使用寿命，以及更为稳定的能量输出。

Description

一种汽车用锂离子动力电池配组方法

技术领域

本发明涉及一种电池的配组方法，特别是，涉及一种汽车用锂离子动力电池的配组方法。

背景技术

随着环保问题的日益突出，汽车业界也日益加大了新能源汽车的研发。目前，大部分的汽车生产厂商，都推出了其自身品牌的新能源汽车，包括混合动力或是纯电动动力。

其中，新能源汽车的动力储能单元部分，锂离子电池由于具备比能量、比功率高以及循环寿命长等特点，而被选用。而且，近年来几乎全部的汽车生产厂商发布的新能源汽车，都是采用了基于锂离子电池储能的动力***。这也说明了锂离子电池，在新能源汽车领域中，作为动力储能电池，是大势所趋。

进一步的，在新能源汽车的动力储能单元的循环使用过程中，锂离子电池也同样有与镍氢、铅酸电池类似的衰减现象。而新能源汽车的动力储能单元，通常是使用了由成百支电池组成的电池组。这样，如此多的电池，由于它们彼此之间的差异性，会更加迅速的加剧电池组***的整体性能衰减。从而，也就造成了使用其的新能源汽车，在一定程度的反复循环使用之后，出现续航里程缩短，动力性能下降等缺陷。所以，筛选一致性高的电池，来组成储能单元使用的电池组，对储能单元的使用寿命的延长以及性能稳定，有着明显的积极作用。

目前，业界广泛使用的电池配组方法，主要是基于电池的恒电流放电容量、交流内阻以及开路状态的电压这三个因素，通过设定一组或几组阈值来进行筛选一致的电池。但是，从目前的使用状态来讲，通过这种方法筛选出的电池组，其使用表现并不理想。

因此，确有必要研发一种新的锂离子电池筛选方法，来获得使用寿命更为长久，动力输出更为稳定的电池组，以作为新能源汽车的动力储能单元。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的汽车用锂离子动力电池配组方法，其采用的电池筛选方法与应用方式更为对应，从而使得由其筛选出的电池所组成的电池组，具有更长的使用寿命，以及更为稳定的能量输出。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其包括以下步骤：

对选定的已充满的待筛选电池以第一电流值放电至截止电压，获得其放电容量C值和能量Q值；

对所述电池以第二电流值进行充电至第一SOC值，获得当时电池电压V0；

新能源以第三电流值I放电t秒，获得其当时电池末期电压V1，并计算直流内阻R＝(V0-V1)/I

将所述电池常温存贮T1小时，记录电池电压V2；

获得所述电池的电压差值ΔV，其为ΔV＝V2-V1；

根据所述这些筛选参数：C、Q、R、V0、ΔV值中的一个或多个，来确定所述待筛选电池是否符合需要，以用于组成动力电池组。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述各步骤是针对多个待筛选电池进行，以期获得多个待筛选电池的C、Q、R、V0、ΔV值，进而筛选出用以组成动力电池组的电池。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述第一电流值取值范围在0.4C～1C。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述第一电流值取值为0.5C。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述第一SOC值取值范围在40％～60％SOC。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述第一SOC值取值范围在50％SOC。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述第二电流值取值范围在0.4C～1C。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述第三电流值取值范围在3C～5C。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述t秒的取值范围在10～30秒。

进一步地，本发明涉及的方法中，其中所述存储时间T1小时的取值范围在48～96小时。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明涉及的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其采用全新的筛选参数，使得筛选出的电池更加对应于其使用方式，从而使得由其组成的电池组具有更长的使用寿命，以及更稳定的能量输出。

附图说明

图1是发明涉及的电池的电压和容量关系的曲线图。

图2是本发明涉及的电池直流内阻和SOC状态关系的曲线图。

图3是本发明涉及的电池直流内阻和SOC又一状态关系的曲线图。

图4是本发明涉及的一种汽车用锂离子动力电池配组方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种汽车用锂离子动力电池配组方法的技术方案作进一步的详细描述。

首先，本发明涉及的方法，对于汽车动力储能单元的应用，认为电池的直流内阻对于电池的性能影响更为直接和直观。其次，汽车动力对储能单元的要求主要是功率请求，所以电池组的总能量对车辆的续航里程有着直接的关系，因此，此两项参数均在本发明涉及的方法之中有所体现。

此外，相同类型的电池由于其自身之间的差异性，释放出相同容量时，其电压平台可能不同，那么达到相同截止条件时所释放出的总能量也不同，其中具体关系曲线图，可参阅图1所示。因此，对于汽车的储能***使用，相同的能量才能保证电池的一致性。所以，在电池的筛选中，容量以及能量都要考虑。

进一步的，电池的直流内阻随着电池的SOC变化而不同，其关系曲线图，请参阅图2所示。其中在低于10％SOC时，其内阻呈迅速增大的趋势，在高于10％SOC时总体差别比较微小，其中关系曲线图请参阅图3所示。

因此，汽车应用为了延长电池使用寿命，一般都会设置一个SOC的下限(如10％)，以避免因为SOC的计算误差造成电池的过放电，所以在50％SOC的时候对电池的直流内阻测量是比较合理的，本发明的一个优选实施方式也是选取了此点作为测量点。

最后，自放电率过高或者电池间的差异较大会造成电池成组寿命下降，配组时也需要对电池的自放电率进行筛选。电池的自放电率的测量与其本身的荷电状态及环境温度有关，通常温度高，SOC较高时(大于80％)时，电池不太稳定，自放电率较高，同时电池的开路电压(OCV)与电池的荷电状态有对应关系，可以用来反应电池的自放电率。

本发明的又一个优选实施方式中采用了在电池比较稳定的50％SOC时，测量电池48小时前后的开路电压差异来间接测量电池的自放电率，以达到电池一致配组的目的。

综上所述，结合以上本发明涉及的参数信息，请参阅图4所示，其揭示了本发明涉及的一个实施方式提供的一种汽车用锂离子动力电池配组方法的步骤流程图。而下面，将结合25Ah电池实例，对图4所示的步骤流程做进一步的详细说明，以便能充分理解。

1：对选定的所有待筛选配组的满电电池，按0.5C(12.5A)倍率恒流放电至规定的截止电压2.8V，记录放电容量C0及放电能量Q0；

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										C0(Ah)	25.53	25.5	25.45	25.56	25.68	25.9	25.48	24.82	25.51
Q0(Wh)	93.18	92.16	90.5	93.29	93.73	94.53	93.01	91.52	91.63

2：以0.5C(12.5A)充电至电池SOC达到50％，(恒流充电至电压达到3.655转恒压至充电电流小于0.05C终止。记录电池电压V0

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										VO(V)	3.651	3.654	3.652	3.65	3.648	3.652	3.6552	3.645	3.651

3：静置48小时，记录电池电压V1，并计算ΔV值

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										V1(V)	3.632	3.634	3.633	3.532	3.633	3.632	3.634	3.633	3.562
ΔV(mV)	19	20	19	118	15	20	21.2	12	89

4：以I：5C(125A)恒流放电10秒，记录放电终止时电池电压V2，并计算直流内阻R，其中R＝(V1-V2)/I。

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										V2(V)	3.282	3.293	3.100	3.180	3.299	3.294	3.284	3.280	3.209
R(mΩ)	2.802	2.728	4.261	2.82	2.669	2.702	2.803	2.821	2.821

5：分别按最大容量/能量-最小容量/能量≤3％额定值；V0差值≤5mV；ΔV≤30mV；R≤3mΩ阀值指标进行挑选配组，结果如下：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										C0(Ah)	25.53	25.5	25.45	25.56	25.68	25.9	25.48	24.82	25.51
Q0(Wh)	93.18	92.16	90.5	93.29	93.73	94.53	93.01	91.52	91.63
										VO(V)	3.651	3.654	3.652	3.65	3.648	3.652	3.655	3.645	3.651
R(mΩ)	2.802	2.728	4.261	2.82	2.669	2.702	2.803	2.821	2.821
										ΔV(mV)	19	20	19	118	15	20	21.2	12	89

最后编号为1、2、5、6、7的电池符合指标要求，可以配为同组使用，而编号3、4、8及9的电池参数不在阀值范围内，不能配对使用。

进一步的，对于步骤5中涉及的阀值的设置，在不同的实施方式中，其可以根据实际需要自行进行设定，并无限制。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims

1.一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其包括以下步骤：

对所述电池以第三电流值I放电t秒，获得其当时电池末期电压V1，并计算直流内阻R＝(V0-V1)/I

将所述电池常温存贮T1小时，记录电池电压V2；

获得所述电池的电压差值△V，其为△V＝V2-V1；

根据所述这些筛选参数：C、Q、R、V0、△V值中的一个或多个，来确定所述待筛选电池是否符合需要，以用于组成动力电池组；

其中所述第一电流值取值范围在0.4C～1C；所述第二电流值取值范围在0.4C～1C；所述第三电流值取值范围在3C～5C；

按最大容量/能量-最小容量/能量≤3％额定值；V0差值≤5mV；△V≤30mV；R≤3mΩ阀值指标进行挑选配组。

2.如权利要求1所述的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其中所述各步骤是针对多个待筛选电池进行，以期获得多个待筛选电池的C、Q、R、V0、△V值，进而筛选出用以组成动力电池组的电池。

3.如权利要求1所述的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其中所述第一电流值取值为0.5C。

4.如权利要求1所述的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其中所述第一SOC值取值范围在40％～60％SOC。

5.如权利要求4所述的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其中所述第一SOC值取值范围在50％SOC。

6.如权利要求1所述的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其中所述t秒的取值范围在10～30秒。

7.如权利要求1所述的一种汽车用锂离子动力电池配组方法，其特征在于，其中所述存储时间T1小时的取值范围在48～96小时。