CN114114046A - 一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法，其通过连接电阻、选择可控测测试电源的恒压电压、恒流电流参数；经恒流充电、恒压充电、停充采样步骤，依次利用C＝I*t1/U1、
进行电芯电容值和电阻值：本高压激励下同步测试注液前电池电芯电阻值、电容值的方法，通过施加可控的恒流恒压激励，利用电芯容阻模型的充放电特性，在测试过程中根据电压波形各个时间状态的电压值以及受控充电电流值，在高压短路测试过程中计算电芯的电容值和电阻值，进而准确反馈电芯的实际状态参数，供产品设计和生产制程检测控制被测品的品质。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法。
背景技术
电池设计及生产过程中注液前的电池电芯(简称电芯)阶段会因电池的不同生产制造工艺而在卷绕、叠片、冷压、热压、入壳、焊接、烘烤等各个环节增加相应的高压测试，一方面施加高压激励(根据产品差异，绝大部分测试电压在100V-500V之间)促使电芯正负极间绝缘薄弱点击穿以识别问题电芯，另一方面测得电芯相关的性能参数，以控制产品的一致性。
目前高压激励电芯短路测试过程中，只能通过绝缘电阻测试设备获取定值时间内的绝缘阻值，而无法测得准确的阻值，更无法在高压激励下测得电芯电容值。若使用万用表测量电阻档和电容档，其过程均只能在弱电信号下进行，无法叠加高压激励，故无法实现高压激励电芯短路测试；且万用表的电阻档位量程一般在20MΩ以内，实际电芯被测品的绝缘阻值则几兆欧至几百兆欧不等，这明显超出了万用表量程，无法实现有效测量；若使用LCR测试仪进行测量，其采用输出交流恒流信号通过检测信号流过被测品后电压信号的幅值和相位，可在较宽范围内测得电容值和电阻值，但是LCR测试信号也是弱电信号，无法在电芯短路测试所需的高电压条件下进行测试。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服高压激励短路测试过程中只能通过绝缘电阻测试设备获取定值时间内的绝缘阻值且无法获得电芯电容值，以及万用表和LCR测试仪进行无法叠加高压激励实现同步测试的缺陷，提供一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法，其通过施加可控的恒流恒压激励，利用电芯容阻模型的充放电特性，在测试过程中根据电压波形各个时间状态的电压值以及受控充电电流值，在高压短路测试过程中计算电芯的电容值和电阻值，进而实现在高压激励条件下，对电池电芯的电阻值、电容值进行同步测试。
本高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法包括以下步骤，
S1连接电阻：电芯正、负极连接绝缘电阻，根据根据电芯测试电压需求设置，选择可控测测试电源的恒压电压U、恒流电流I参数；
S2恒流充电：t0时刻开始，测试电源以恒流电流值I向电芯充电，至t1时刻；
S3恒压充电：t1时刻开始，测试电源的电压U1后转为恒压继续向电芯充电，至t2时刻；
S4停充采样：t2时刻开始，至最高恒定电压值U2后，停止对电芯充电；监测电芯上电压的状态变化至t3时刻电压值U3；
S5电芯电容计算：根据公式C＝I*t1/U1计算得到电芯电容值；
S6电芯电阻计算：根据公式
计算得到电芯电阻值。
如此设计，将注液前电池电芯恒流充电至目标幅值，并根据充电时间、电压幅值及恒流充电电流，测算电芯电容值，并进一步监测单位时间内电压跌落幅值，在充电过程中已测得电容值的条件下，测算得电芯的电阻值，进而实现在高压激励条件下，对电池电芯的电阻值、电容值进行同步测试。
作为方法中的条件优化，所述绝缘电阻阻值大于10MΩ。用于克服万用表测试由于超量程而无法有效测量的缺陷。
作为方法中的条件优化，所述恒流充电的充电小于100mA。配合绝缘电阻阻值选择，进而忽略绝缘电阻漏电流以计算电容值。
本发明一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法，克服了高压激励短路测试过程中只能通过绝缘电阻测试设备获取定值时间内的绝缘阻值且无法获得电芯电容值，以及万用表和LCR测试仪进行无法叠加高压激励实现同步测试的缺陷，其通过施加可控的恒流恒压激励，利用电芯容阻模型的充放电特性，在测试过程中根据电压波形各个时间状态的电压值以及受控充电电流值，在高压短路测试过程中计算电芯的电容值和电阻值，进而准确反馈电芯的实际状态参数，供产品设计和生产制程检测控制被测品的品质。
附图说明
下面结合附图对本发明一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法作进一步说明：
图1是应用本方法对电芯进行电阻值、电容值测试的具体步骤线框图；
图2是高压短路测试时，应用本方法进行同步测试的电芯充放电电压波形图。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下用具体实施例对本发明技术方案做进一步描述，但本发明的保护范围不限制于下列实施例。
如图1、2所示，本高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法包括以下步骤，
S1连接电阻：电芯正、负极连接绝缘电阻，根据根据电芯测试电压需求设置，选择可控测测试电源的恒压电压U、恒流电流I参数；所述绝缘电阻阻值大于10MΩ，用于克服万用表测试由于超量程而无法有效测量的缺陷；
S2恒流充电：t0时刻开始，测试电源以恒流电流值I向电芯充电，至t1时刻；所述恒流充电的充电小于100mA，配合绝缘电阻阻值选择，进而忽略绝缘电阻漏电流以计算电容值；
S3恒压充电：t1时刻开始，测试电源的电压U1后转为恒压继续向电芯充电，至t2时刻；
S4停充采样：t2时刻开始，至最高恒定电压值U2后，停止对电芯充电；监测电芯上电压的状态变化至t3时刻电压值U3；
S5电芯电容计算：根据公式C＝I*t1/U1计算得到电芯电容值；
S6电芯电阻计算：根据公式
计算得到电芯电阻值。
本方法克服了高压激励短路测试过程中只能通过绝缘电阻测试设备获取定值时间内的绝缘阻值且无法获得电芯电容值，以及万用表和LCR测试仪进行无法叠加高压激励实现同步测试的缺陷，其通过施加可控的恒流恒压激励，利用电芯容阻模型的充放电特性，在测试过程中根据电压波形各个时间状态的电压值以及受控充电电流值，在高压短路测试过程中计算电芯的电容值和电阻值，进而实现在高压激励条件下，对电池电芯的电阻值、电容值进行同步测试，高效而准确反馈电芯的实际状态参数，供产品设计和生产制程检测控制被测品的品质。
以上描述显示了本发明的主要特征、基本原理，以及本发明的优点。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法，其特征是：该方法包括以下步骤，
S1连接电阻：电芯正、负极连接绝缘电阻，根据根据电芯测试电压需求设置，选择可控测测试电源的恒压电压U、恒流电流I参数；
S2恒流充电：t0时刻开始，测试电源以恒流电流值I向电芯充电，至t1时刻；
S3恒压充电：t1时刻开始，测试电源的电压U1后转为恒压继续向电芯充电，至t2时刻；
S4停充采样：t2时刻开始，至最高恒定电压值U2后，停止对电芯充电；监测电芯上电压的状态变化至t3时刻电压值U3；
S5电芯电容计算：根据公式C＝I*t1/U1计算得到电芯电容值；
S6电芯电阻计算：根据公式
计算得到电芯电阻值。
2.根据权利要求1所述的高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法，其特征是：所述绝缘电阻阻值大于10MΩ。
3.根据权利要求2所述的高压激励下同步测试电池电芯电阻及电容值的方法，其特征是：所述恒流充电的充电小于100mA。
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