锂电池soc-ocv曲线的测定方法
【专利摘要】本发明提供了一种锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，包括以下步骤：A、对待测电池放电到下限电压；B、对待测电池以恒定的充电电流充电到上限电压，并记录充电电压和充电容量；C、对待测电池以恒定的放电电流放电，待放电容量与步骤B中充电容量时停止放电，并记录充电电压和充电容量；D、分别获取待测电池充电电压和放电电压相对于电池荷电状态的数据；E、在同一个荷电状态点，电池开路电压值取充电电压和放电电压的中间值，从而得到SOC-OCV数据曲线。其具有操作简单，测试过程连续，消耗时间短，工作效率高，准确度高的优点。
【专利说明】锂电池SOC-OCV曲线的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池【技术领域】，特别涉及一种锂电池SOC-OCV曲线的测定方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等优点，被广泛应用于电动汽车、储能、便携式电子等诸多领域中。电池在使用过程中，其荷电状态是一个重要的指标，即当前状态下实际所能提供的电量与完全充满电所能提供的电量的比值，用S0C(state of charge)表示，可以知道电池当前状态的剩余电量，便于电池管理系统对电池发出各种指令。开路电压，即电池在开路状态下的端电压，用OCV (open circuit voltage)表示,一般认为电池在充电或放电后经过长时间的静置，电池已消除极化影响达到稳定状态，这个时候电池两端的电压即为开路电压，开路电压不受充放电电流影响，与电池材料和荷电状态有关。在一定的温度下，电池的荷电状态与开路电压呈现—对应的关系。电池的SOC-OCV曲线是锂电池一条重要的基准曲线，主要用于采用开路电压法估算电池的荷电状态中，即通过测量开路电压便可得知电池的剩余电量，开路电压法一般结合其它估算方法来共同预测电池的荷电状态，已达到更高的估算精度。因此获得电池的SOC-OCV曲线是制定电池SOC估算策略的一项基本任务。
[0003]目前电池SOC-OCV的测定方法，主要是SOC从O到100%之间每间隔一定的SOC测定一次电池的0CV，然后将每个点——对应做成SOC-OCV曲线。由于电池的OCV需要在电池充电或放电完成后在该状态下经过长时间的静置(一般大于2个小时)，因此这种方法的缺点是每到一个SOC点就需要进行静置，整个测试过程消耗时间较长，如果点取得越密集(即SOC间隔越小)，消耗时间越长，严重影响了工作效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种简单，快速，并能准确获得锂电池SOC-OCV曲线的方法。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]一种锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，包括以下步骤:
[0007]A、对待测电池放电到下限电压；
[0008]B、对待测电池以恒定的充电电流充电到上限电压，并记录充电电压和充电容量；
[0009]C、对待测电池以恒定的放电电流放电，待放电容量与步骤B中充电容量时停止放电，
[0010]并记录充电电压和充电容量；
[0011]D、分别获取待测电池充电电压和放电电压相对于电池荷电状态的数据；
[0012]E、在同一个荷电状态点，电池开路电压值取充电电压和放电电压的中间值，从而得到SOC-OCV数据曲线。
[0013]在其中一个实施例中，步骤A、步骤B、步骤C在相同的待测温度下进行。
[0014]在其中一个实施例中，所述待测温度为-20°C至55°C。
[0015]在其中一个实施例中，步骤B中所述的充电电流为I至5C。
[0016]在其中一个实施例中，步骤C中所述的充电电流与步骤B中所述的放电电流相同。
[0017]在其中一个实施例中，步骤A中所述的下限电压为2.5V。
[0018]在其中一个实施例中，步骤B中所述的上限电压为3.65V。
[0019]在其中一个实施例中，步骤A中所述的下限电压为2.75V。
[0020]在其中一个实施例中，步骤B中所述的上限电压为4.2V。
[0021]本发明的有益效果是:具有操作简单，测试过程连续，消耗时间短，工作效率高，准确度高的优点。。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法流程示意图；
[0023]图2为本发明的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法一实施例所测定的SOC-OCV曲线图；
[0024]图3为采用常规方法所测定的SOC-OCV曲线图；
[0025]图4为图2和图3的对比图；
【具体实施方式】
[0026]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的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]如图1所示，一种锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，包括以下步骤:
[0028]A、对待测电池放电到下限电压；
[0029]B、对待测电池以恒定的充电电流充电到上限电压，并记录充电电压和充电容量；
[0030]C、对待测电池以恒定的放电电流放电，待放电容量与步骤B中充电容量时停止放电，
[0031]并记录充电电压和充电容量；
[0032]D、分别获取待测电池充电电压和放电电压相对于电池荷电状态的数据；
[0033]E、在同一个荷电状态点，电池开路电压值取充电电压和放电电压的中间值，从而得到SOC-OCV数据曲线。
[0034]作为一种可实施方式，步骤A、步骤B、步骤C在相同的待测温度下进行。
[0035]作为一种可实施方式，所述待测温度为-20°C至55°C。
[0036]作为一种可实施方式，步骤B中所述的充电电流为I至5C。
[0037]作为一种可实施方式，步骤C中所述的充电电流与步骤B中所述的放电电流相同。
[0038]作为一种可实施方式，步骤A中所述的下限电压为2.5V，步骤B中所述的上限电压为 3.65V。
[0039]步骤A中所述的下限电压为电池厂家所规定的最低放电电压，步骤B中所述的上限电压是电池厂家规定的最高充电电压。当待测电池是磷锂铁电池下限电压为2.5V，上限电压为3.65V。
[0040]作为一种可实施方式，步骤A中所述的下限电压为2.75V，步骤B中所述的上限电压为4.2V。
[0041]当待测电池是钴酸锂或锰酸锂或镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂电池时下限电压为
2.75V，上限电压为4.2V。
[0042]具体的操作方式(以锰酸锂电池为例)，在20°C温度下，对某容量为SAh的锰酸锂电池放电至2.75V，然后采用IC电流(8A)恒流充电至4.2V，充电容量为8.2Ah，然后以8A的电流恒流放电，待放电容量为8.2Ah时停止放电，得到如图2所示的充电电压和放电电压相对于荷电状态的曲线。根据图2中的充电电压和放电电压，在同一荷电状态点，开路电压取充电电压和放电电压之和的平均值，获得如图2所示的开路电压曲线。
[0043]而采用常规的方式在20°C温度下，对某容量为8Ah的锰酸锂电池放电至2.75V,然后采用IC电流(8A)恒流充电至4.2V，然后以8A的电流恒流放电至2.75V，记录放电容量为8.2Ah,然后再米用8A的电流恒流充电至4.2V,静置2小时,记录静置完成后的电压，此电压为100% SOC时的开路电压，最后以8A的电流恒流放电，每放电10% S0C(即放电0.82Ah)进行一次静置,静置时间为2小时,记录静置2小时后的电压,此电压为该SOC下的开路电压，如此进行，直到放电至0% S0C，根据100% -0% SOC之间各个点的开路电压，绘制SOC-OCV曲线，如图3所示。
[0044]如图4所示，将采用本发明的所获得的SOC-OCV曲线与采用常规方式所获得的SOC-OCV曲线相比较，二者的准确程度基本相同，因此，本发明的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法能通过一次放电过程即可得到SOC-OCV曲线，具有操作简单，测试过程连续，消耗时间短，工作效率高，准确度高的优点。
[0045]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 包括以下步骤: A、对待测电池放电到下限电压； B、对待测电池以恒定的充电电流充电到上限电压，并记录充电电压和充电容量； C、对待测电池以恒定的放电电流放电，待放电容量与步骤B中充电容量时停止放电， 并记录充电电压和充电容量； D、分别获取待测电池充电电压和放电电压相对于电池荷电状态的数据； E、在同一个荷电状态点，电池开路电压值取充电电压和放电电压的中间值，从而得到SOC-OCV数据曲线。
2.根据权利要求1所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤A、步骤B、步骤C在相同的待测温度下进行。
3.根据权利要求2所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 所述待测温度为_20°C至55°C。
4.根据权利要求3所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤B中所述的充电电流为I至5C。
5.根据权利要求4所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤C中所述的充电电流与步骤B中所述的放电电流相同。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤A中所述的下限电压为2.5V。
7.根据权利要求6所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤B中所述的上限电压为3.65V。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤A中所述的下限电压为2.75V。
9.根据权利要求8所述的锂电池SOC-OCV曲线的测定方法，其特征在于: 步骤B中所述的上限电压为4.2V。
【文档编号】G01R31/36GK104297690SQ201410488481
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】宁江清, 章连萍 申请人:北汽福田汽车股份有限公司