CN105489952A - 一种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于动力电池组的配组工艺领域,提供了提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法,包括:1,挑选相同材料体系的已预充化成的电芯;2,在室温下,将上述电芯进行充放电处理,并获取电芯的实际容量、充电恒流比和平台时间,剔除其中不合格的电芯;3,将合格的电芯按预设的容量M进行分档;并调整各容量档次的电芯SOC至预设值,此时电芯电压记为OCV1;4,将各容量档次电芯在温度T2下静置时间t1;5,静置结束后,在室温下继续静置时间t2后,测电芯的电压OCV2和内阻,剔除其中不合格电芯;6,将合格的电芯按预设的电压进行分档;7,将属于同一容量、电压档次的电芯进行配组。本发明提供的方法成本低且易于实现。
Description
技术领域
本发明属于动力电池组的配组工艺技术领域,尤其涉及一种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法。
背景技术
近年来随着环境和能源问题的日益突出,新能源电动汽车得到快速发展,在新能源汽车推广过程中,续航里程、使用寿命和安全性成为大家关注的焦点。动力电池组作为电动汽车的动力源,直接决定了车辆的续航里程、使用寿命和安全性,其重要程度不言而喻。动力电池组一般通过成百上千,甚至上万个单体电芯以一定的串并联的方式组装在一起加以应用。电芯由于制程、工艺等等原因,不可避免会存在一定的差异,各单体电池之间的性能差异会导致诸如电池组容量下降、寿命缩短甚至起火***等严重后果,其中自放电不一致会导致电池组中各单体电芯衰减速率不一,从而加剧电池组容量衰减,缩短使用寿命。因此,要保证车辆的续航里程,提高动力电池组使用寿命,除了提高单体电芯制造水平之外,还必须选用合适的配组工艺和方法,提高电池组自放电、电压、容量等一致性,以确保电池组的长期安全运行。
目前动力电池的配组工艺已比较成熟,各厂家均会充分考虑电芯的各项性能,采用静态参数(如电压、内阻、批次等)和动态参数(如自放电、充电恒流比等)相结合的方法进行配组,以提高电池组的一致性。众所周知,二次电池的自放电一般用K值来评价,该方法需记录自放电测试前后电压和时间,用以计算电芯的自放电率,再将自放电相近或相同的电芯进行配组。该方法要求数据与电芯一一对应,若采用人工操作,工作量和数据量庞大,需耗费大量的人力物力,大规模批量生产无法实现;若引进条码管理,采用自动化生产线,则上述问题可轻松解决,做到电池组自放电一致,但目前国内电池行业自动化生产线较少,整个行业仍处于半自动化向自动化转变初级阶段,采用自动化生产,引进条码管理,不仅成本较高,而且短时间内难以实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法,旨在提供一种低成本、易于实现的配组方法。
本发明提供了一种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法,包括下述步骤:
步骤S1,挑选同一生产批次、同一规格型号、相同材料体系的已预充化成的磷酸铁锂电芯;
步骤S2,在室温条件T1下,将上述磷酸铁锂电芯进行充放电处理,并获取磷酸铁锂电芯的实际容量、充电恒流比和平台时间;剔除实际容量、充电恒流比和平台时间不合格的电芯;
步骤S3,将实际容量、充电恒流比和平台时间合格的磷酸铁锂电芯按预设的容量M进行分档;并调整各容量档次的磷酸铁锂电芯SOC至预设值,此时磷酸铁锂电芯电压记为OCV1;
步骤S4,将各容量档次电芯在温度T2下静置时间t1;
步骤S5,静置结束后,将各容量档次电芯在室温条件T1下继续静置时间t2后,测磷酸铁锂电芯的电压OCV2和内阻;剔除电压OCV2、内阻不合格电芯;
步骤S6,将电压OCV2、内阻合格的磷酸铁锂电芯电芯按预设的电压进行分档;
步骤S7,将属于同一容量档次并且属于同一电压档次的电芯进行配组。
进一步地,所述步骤S2中,室温条件T1=25℃±2℃。
进一步地,所述步骤S3中,预设值为8%-30%。
进一步地,所述步骤S3中,容量M=10mAh-200mAh。
进一步地,所述步骤S4中,T2=25℃-65℃;t1=5天-15天。
进一步地,所述步骤S5中,t2=4h-72h。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明提供的一种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法,紧贴目前大规模批量化生产情况,工艺简单,容易实现;并且不需要引进条码管理和自动化生产线,大大降低生产成本,提高产品性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的室温条件下静态电压与SOC的关系示意图;
图3是本发明实施例提供的提高自放电一致性配组方法与常规配组方法循环性能对比示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的主要实现思想为:组成磷酸铁锂动力电池组的电芯的自放电率k=△OCV/t=(OCV1-OCV2)/t1;其中,自放电测试时间t1为定值;在相同环境条件下,实际容量相同或相近的电芯所带电量(SOC)相同时,其静态电压也基本一致。本发明通过先将电池按容量进行分档,即实际容量相同或相近的电芯分布在同一档次内,再将电池SOC调整至适当值,使同一容量档次电芯的静态电压OCV1在某一平均值C上下做微小波动,并可视为恒定值。然后再测试电压OCV2,根据电压OCV2进行分档,电压OCV2相同或相近的电芯分布在同一档次内,此时,同一容量档次并属于同一电压档次内的电芯的自放电率基本一致。将属于同一容量档次并属于同一电压档次内的电芯进行配组,从而提高了电池组中各电芯自放电率的一致性。
下面具体介绍这种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法,如图1所示,包括下述步骤:
步骤S1,挑选同一生产批次、同一规格型号、相同材料体系的已预充化成的磷酸铁锂电芯;
步骤S2,在室温条件T1下,将上述磷酸铁锂电芯进行充放电处理,并获取磷酸铁锂电芯的实际容量、充电恒流比和平台时间;剔除实际容量、充电恒流比和平台时间不合格的电芯;
进一步地,室温条件T1=25℃±2℃。
步骤S3,将实际容量、充电恒流比和平台时间合格的磷酸铁锂电芯按预设的容量M进行分档;并调整各容量档次的磷酸铁锂电芯SOC至预设值,此时磷酸铁锂电芯电压记为OCV1;
进一步地,预设值为8%-30%;容量M=10mAh-200mAh,即按此容量M一档对磷酸铁锂电芯进行分档。
如图2所示,当电芯带电量在8%以下时,电压随SOC变化幅度较大,对SOC测量准确性要求较高,误差较大;当带电量在30%以上时,电压基本保持稳定不变,电芯自放电差异无法显现出来;当电芯带电量在8%-30%之间时,SOC与电压呈线性关系,且曲线比较平稳,对SOC准确性要求相对适中,既可保证电芯静态电压比较稳定,又可通过高温搁置,将电芯自放电差异显现出来,达到提高磷酸铁锂电池自放电一致性的目的。故本发明自放电测试前将电芯SOC调整至8%-30%之间。
步骤S4,将各容量档次电芯在温度T2下静置时间t1;
进一步地,T2=25℃-65℃;t1=5天-15天。
步骤S5,静置结束后,将各容量档次电芯在室温条件T1下继续静置时间t2后,测磷酸铁锂电芯的电压OCV2和内阻;剔除电压OCV2、内阻不合格电芯;
进一步地,t2=4h-72h。
步骤S6,将电压OCV2、内阻合格的磷酸铁锂电芯电芯按预设的电压进行分档;
步骤S7,将属于同一容量档次并且属于同一电压档次的电芯进行配组。
下面举一具体实施例介绍这种配组方法:
本实施例选用标称容量为5AH的32650磷酸铁锂电芯组装成16V20A的电池模块,具体步骤如下:
步骤1,室温条件下,挑选出同一批次和材料体系、预充化成合格的32650-5Ah-LFP电芯;
步骤2,室温条件下,将挑选出的电芯进行1C1.5次循环分容后,调整电芯SOC至10%左右;以第二次放电容量为电芯的实际容量,将充电恒流比、平台时间和容量不合格的电芯剔除;
步骤3,将剩余合格的电芯按容量50mAh一档进行分档,选出50片容量为5100mAh-5150mAh电芯,放入45℃±2℃环境中静置10天;
步骤4,电芯出高温后,在室温环境中搁置24h,测电压内阻,测试结果如下表所示;
编号 | 化成后电压(V) | 入高温前电压(V) | 出高温后电压(V) | 容量(mAh) | 内阻(mΩ) |
1# | 3.338 | 3.225 | 3.206 | 5.125 | 6.1 |
2# | 3.341 | 3.224 | 3.212 | 5.145 | 6.7 |
3# | 3.340 | 3.225 | 3.213 | 5.114 | 6.1 |
4# | 3.341 | 3.224 | 3.214 | 5.115 | 6.8 |
5# | 3.340 | 3.224 | 3.215 | 5.138 | 6.1 |
6# | 3.340 | 3.225 | 3.215 | 5.103 | 6.2 |
7# | 3.339 | 3.224 | 3.215 | 5.121 | 6.3 |
8# | 3.339 | 3.223 | 3.215 | 5.130 | 6.5 |
9# | 3.340 | 3.224 | 3.215 | 5.143 | 6.4 |
10# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.142 | 6.3 |
11# | 3.340 | 3.227 | 3.216 | 5.125 | 6.1 |
12# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.136 | 6.3 |
13# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.135 | 6.6 |
14# | 3.340 | 3.227 | 3.216 | 5.125 | 6.1 |
15# | 3.340 | 3.225 | 3.216 | 5.126 | 6.2 |
16# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.101 | 6.8 |
17# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.142 | 6.3 |
18# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.146 | 6.1 |
19# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.135 | 6.6 |
20# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.148 | 6.2 |
21# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.136 | 6.3 |
22# | 3.340 | 3.225 | 3.216 | 5.143 | 6.2 |
23# | 3.340 | 3.225 | 3.216 | 5.126 | 6.2 |
24# | 3.340 | 3.224 | 3.216 | 5.114 | 6.5 |
25# | 3.339 | 3.225 | 3.216 | 5.110 | 6.4 |
26# | 3.340 | 3.225 | 3.216 | 5.143 | 6.2 |
27# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.109 | 6.5 |
28# | 3.340 | 3.226 | 3.216 | 5.146 | 6.1 |
29# | 3.339 | 3.224 | 3.217 | 5.111 | 6.6 |
30# | 3.340 | 3.228 | 3.217 | 5.136 | 6.3 |
31# | 3.340 | 3.227 | 3.217 | 5.118 | 6.2 |
32# | 3.341 | 3.224 | 3.217 | 5.136 | 6.0 |
33# | 3.341 | 3.224 | 3.218 | 5.102 | 6.3 |
34# | 3.341 | 3.225 | 3.218 | 5.102 | 6.3 |
35# | 3.341 | 3.224 | 3.218 | 5.136 | 6.2 |
36# | 3.341 | 3.224 | 3.218 | 5.145 | 6.4 |
37# | 3.341 | 3.226 | 3.219 | 5.110 | 6.3 |
38# | 3.341 | 3.226 | 3.219 | 5.128 | 6.5 |
39# | 3.341 | 3.226 | 3.219 | 5.120 | 6.3 |
40# | 3.341 | 3.226 | 3.219 | 5.128 | 6.6 |
41# | 3.341 | 3.225 | 3.219 | 5.145 | 6.6 |
42# | 3.341 | 3.225 | 3.219 | 5.101 | 7.1 |
43# | 3.341 | 3.225 | 3.219 | 5.108 | 6.3 |
44# | 3.341 | 3.225 | 3.219 | 5.148 | 6.6 |
45# | 3.341 | 3.227 | 3.22 | 5.151 | 6.4 |
46# | 3.341 | 3.226 | 3.22 | 5.146 | 6.8 |
47# | 3.341 | 3.226 | 3.22 | 5.110 | 6.2 |
48# | 3.341 | 3.229 | 3.221 | 5.120 | 6.5 |
49# | 3.341 | 3.227 | 3.221 | 5.113 | 6.3 |
50# | 3.341 | 3.229 | 3.221 | 5.112 | 6.1 |
步骤5,去除1#电芯,将10#-28#电芯进行配组,组装成16V20Ah模块,进行常温1C循环测试(常温25±2℃、1C恒流充电至3.85V、放电至2.5V),并与目前常规配组方法进行对比,对比结果如图3所示。
本发明紧贴目前大规模批量化生产情况,工艺简单,容易实现,不需要引进条码管理和自动化生产线,大大降低生产成本,提高产品性能。同时,电池储存过程中带少量的电,在保证安全的同时,还可有效避免电芯在组装之前出现低压不良现象。
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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提高磷酸铁锂动力电池组自放电一致性的配组方法,其特征在于,包括下述步骤:
步骤S1,挑选同一生产批次、同一规格型号、相同材料体系的已预充化成的磷酸铁锂电芯;
步骤S2,在室温条件T1下,将上述磷酸铁锂电芯进行充放电处理,并获取磷酸铁锂电芯的实际容量、充电恒流比和平台时间;剔除实际容量、充电恒流比和平台时间不合格的电芯;
步骤S3,将实际容量、充电恒流比和平台时间合格的磷酸铁锂电芯按预设的容量M进行分档;并调整各容量档次的磷酸铁锂电芯SOC至预设值,此时磷酸铁锂电芯电压记为OCV1;
步骤S4,将各容量档次电芯在温度T2下静置时间t1;
步骤S5,静置结束后,将各容量档次电芯在室温条件T1下继续静置时间t2后,测磷酸铁锂电芯的电压OCV2和内阻;剔除电压OCV2、内阻不合格电芯;
步骤S6,将电压OCV2、内阻合格的磷酸铁锂电芯电芯按预设的电压进行分档;
步骤S7,将属于同一容量档次并且属于同一电压档次的电芯进行配组。
2.如权利要求1所述的配组方法,其特征在于,所述步骤S2中,室温条件T1=25℃±2℃。
3.如权利要求1所述的配组方法,其特征在于,所述步骤S3中,预设值为8%-30%。
4.如权利要求1所述的配组方法,其特征在于,所述步骤S3中,容量M=10mAh-200mAh。
5.如权利要求1所述的配组方法,其特征在于,所述步骤S4中,T2=25℃-65℃;t1=5天-15天。
6.如权利要求1所述的配组方法,其特征在于,所述步骤S5中,t2=4h-72h。
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