CN105510837A - 一种锂离子电池体发热功率的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池工作时，测试自身发热功率的方法，包括步骤：将具有导热功能的铝管安装在测试电池外壁，铝管内通恒定温度T的冷凝剂；空电态的锂离子电池以恒定电流I充电至满电态，通过充放电柜记录电池充入的能量W1；满电态的锂离子电池以恒定电流I放电至空电态，通过充放电柜记录电池放出的能量W2；改变铝管内冷凝剂温度T、放电电流I值，重复上述步骤，测试电池在不同温度下的发热功率。本发明公开了一种测试锂离子电池工作时体发热功率的方法，其可以简单可靠地测试得到锂离子电池在特定温度、特定倍率下工作时的体发热功率。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池热管理领域，尤其是一种测试锂离子电池体功率的测试方法。
背景技术
锂离子电池具有很多其他电池无法比拟的优点，例如电压高、比能量高、循环好、自放电小、无记忆效应、无污染等，近年来得到了迅猛的发展，它凭借自身优良性能迅速的占领了笔记本电脑、手机、军事设备的市场。新能源汽车以电池代替石油，可以有效减少温室气体的排放，从而实现环保低碳的目的。
自从锂离子电池被引入到汽车领域，电动汽车就因为各种问题而被人们诟病。其中一个突出的问题是锂离子电池在充放电过程中会产生大量的热量，如果这些热量不加以合理的控制，轻则会影响动力电池组的循环寿命，重则会因为热失控造成车辆的火灾。
锂离子的发热水平和电池的工作温度、工作电流等密切相关，目前锂离子电池的发热功率尚无比较有效、方便的测试方法。现有的测试方法有差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)、加速量热法(ARC)等，但这些测试方法过程繁琐、费用昂贵且不能保证在测试过程中电池的温度始终维持在特定的数值。
电池的体发热功率在电池热仿真中是一个重要的输入参数，准确的参数输入可以准确的预测电池在特定工况下的发热情况，从而在产品设计初期就能规避电池在使用过程中的过热情况。该方法实施简单方便，测试费用低廉，适用范围广。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种测试锂离子电池体发热功率的方法，其可以方便可靠地对锂离子电池在工作过程中的发热情况进行测试，其实施简单，测试费用低廉，可以准确可靠的获得电池的发热参数，使得电池包设计师能准确得知电池的发热情况，进一步让设计师设计出安全可靠的电池包成为可能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种锂离子电池体发热功率的测试方法，包括如下步骤：
第一步：将空电态电池，***安装具有导热功能的铝管，铝管内通恒定温度T的冷凝剂，电池正负极连接到充放柜；
第二步：空电态的锂离子电池以恒定电流I充电至满电态，通过充放电柜记录电池充入的能量W1；
第三步：满电态的锂离子电池以恒定电流I放电至空电态，通过充放电柜记录电池放出的能量W2，记录过程时间t；
第四步：根据预设计算公式，计算电池在充、放电过程中的总发热量Q热。
第五步：根据上述充放电时记录的能量值W1、W2以及放电时间t、电池的体积V计算充放电过程中，电池的发热功率p热；
第六步：改变冷凝剂温度T和充放电电流I，重复第一步至第四步，计算不同温度和电流下的电池的发热功率p热。
所述第四步中的总发热量Q热的计算公式具体为：
所述的电池体发热功率p热的计算公式具体为：
所述第六步中，冷凝剂温度T包括25℃、35℃、45℃、55℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃，充放电电流倍率包括1/3C、1/2C、1C、1.5C、2C、3C、4C、5C。
本发明的有益效果是：本发明公开了一种锂离子电池工作时发热功率的方法，其可以简单可靠地测试得到锂离子电池在特定温度、特定倍率下工作的发热功率，其实施简单，测试费用低廉，可以准确可靠的获得电池的发热参数，使得电池包设计师能准确得知电池的发热情况，进一步让设计师设计出安全可靠的电池包成为可能。
附图说明
图1为实验电池以及相应的水浴保温装置图。
图2为待测电池样品与电子负载、温度采集器之前的连接示意图。
图3为电池样品在常温25℃下，不同倍率电流工作时的总发热量Q热。
图4为对应的不同倍率电流工作时的体发热功率P热。
图5为电池样品在1C倍率电流下，不同温度工作时的总发热量Q热。
图6为对应的不同温度工作时的体发热功率P热。
图中1-电池，2-导热铝管，3-正负极，4-冷却液进口，5-冷却液出口，6-待测电池样品，7-电子负载，8-温度采集器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1、图2，本发明提供了一种锂离子电池体发热功率的测试方法，其通过外接保温设备让锂离子电池在特定的温度和倍率下工作，测试工作过程中锂离子点的产热量，进而计算不同温度、不同倍率下锂离子电池工作时的体发热功率。该方法具体包括如下步骤：
步骤S101：将待测的锂离子电池常温下放空电，将具有导热功能的铝管安装在测试电池外壁，铝管内通恒定温度T的冷凝剂，如图1所示；
在步骤S101中，冷凝剂温度T包括25℃、35℃、45℃、55℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃；
步骤S102：将步骤S101中准备好的电池样品连接到电子负载，并在电池样品相应位置上布置上温度传感器，如图2所示；
步骤S103：空电态的锂离子电池以恒定电流I充电至满电态，通过充放电柜记录电池充入的能量W1；
步骤S104：满电态的锂离子电池以恒定电流I放电至空电态，通过充放电柜记录电池放出的能量W2，记录过程时间t；
在步骤S103和步骤S104中，恒定电流I的倍率包括1/3C、1/2C、1C、1.5C、2C、3C、4C、5C；
步骤S105：根据上述充放电时记录的能量值W1、W2充放电过程中，电池的发热功率Q热，其中温度25℃下不同电流倍率下工作的结果如图3所示，1C电流倍率不同温度下的发热量如图5所示；
步骤S106：根据步骤S105中的Q热以及放电时间t、电池的体积V计算充放电过程中，电池的发热功率p热，其中温度25℃下电流倍率下工作的结果如图4所示，1C电流倍率不同温度下的发热量如图6所示，计算公式如下：
总发热量Q热的计算公式具体为：
电池体发热功率p热的计算公式具体为：
应当注意，以上实施例只是对本发明创造进行举例说明。所属领域的技术人员对本发明作各种各样的修改，只要不偏离本发明的构思精神，均在本发明的权利要求保护范围。
Claims (4)
1.一种锂离子电池体发热功率的测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
第一步：将空电态电池，***安装具有导热功能的铝管，铝管内通恒定温度T的冷凝剂，电池正负极连接到充放柜；
第二步：空电态的锂离子电池以恒定电流I充电至满电态，通过充放电柜记录电池充入的能量W1；
第三步：满电态的锂离子电池以恒定电流I放电至空电态，通过充放电柜记录电池放出的能量W2，记录过程时间t；
第四步：根据预设计算公式，计算电池在充、放电过程中的总发热量Q热。
第五步：根据上述充放电时记录的能量值W1、W2以及放电时间t、电池的体积V计算充放电过程中，电池的发热功率p热；
第六步：改变冷凝剂温度T和充放电电流I，重复第一步至第四步，计算不同温度和电流下的电池的发热功率p热。
2.如权利要求1中所述的一种锂离子电池体发热功率的测试方法，其特征在于，所述第四步中的总发热量Q热的计算公式具体为：
。
3.如权利要求1中所述的一种锂离子电池体发热功率的测试方法，其特征在于，所述的电池体发热功率p热的计算公式具体为：
。
4.如权利要求1中所述的一种锂离子电池体发热功率的测试方法，其特征在于，所述第六步中，冷凝剂温度T包括25℃、35℃、45℃、55℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃，充放电电流倍率包括1/3C、1/2C、1C、1.5C、2C、3C、4C、5C。
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