动力电池峰值电流的测试方法及装置与流程

文档序号:20684919发布日期:2020-05-08 18:45阅读:991来源:国知局
动力电池峰值电流的测试方法及装置与流程

本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种动力电池峰值电流的测试方法及装置。



背景技术:

近年来,国内外知名企业不断加码新能源汽车领域,新能源汽车已经成为我国经济增长的重要发展方向。随着新能源汽车产业的发展,对动力电池的性能要求也越来越高,除能量密度外的其他性能被广泛关注。因此现有新能源汽车的动力电池领域广泛关注的主要参数分别是:soc(stateofcharge,剩余电量)。

相关技术中虽然有一些动力电池的峰值电流测试方法,但是并不能满足高效、准确测试的要求。



技术实现要素:

本发明实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试方法及装置,以解决相关技术中对于动力电池进行测试时存在的多个问题中的至少一个问题。所述技术方案如下:

一方面,提供了一种动力电池峰值电流的测试方法,所述方法包括:

获取待测试动力电池的测试参数;其中所述测试参数包括以下的至少一种:环境参数、剩余电量soc;

根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,其中每一候选测试点的测试参数的值不完全相同;从候选测试点中确定选定测试点;

根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流;

利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有候选测试点对应的峰值电流。

在一些实施例中,所述利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有选定测试点对应的峰值电流,包括:

根据获取的所有选定测试点的测试参数下的峰值电流进行线性插值和/或指数拟合以获得所有候选测试点的测试参数下的峰值电流。

在一些实施例中,所述根据获取的所有选定测试点的测试参数下的峰值电流进行线性插值法和/或指数拟合以获得所有候选测试点的测试结果,包括:

获取候选测试点中的每一选定测试点的测试参数下的待测试动力电池的测试参数下的峰值电流;

当所述测试参数为环境参数时,将每一选定测试点的环境参数下的峰值电流进行指数拟合以得到环境参数同峰值电流的对应关系;

当所述测试参数为soc时,将选定测试点的soc下的峰值电流进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系;

根据环境参数同峰值电流的对应关系和/或soc同峰值电流的对应关系,获得所有候选测试点的测试结果。

在一些实施例中,所述根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流,包括:

确定待测试动力电池的充电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在充电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了充电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了充电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行充电,直至待测试动力电池在充电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到充电截止电压时的充电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,所述根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流,包括:

确定待测试动力电池的放电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在放电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了放电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了放电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行放电,直至待测试动力电池在放电过程中达到放电截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,充电截止电压=额定充电截止电压-第一预设保护电压值,放电截止电压=额定放电截止电压+第二预设保护电压值。

在一些实施例中,所述根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流,包括:

确定初始恒定工作电流以及调整步长;

以所述初始恒定工作电流作为恒定工作电流对待测试动力电池进行测试,如果测试时的截止电压未达到了充电截止电压和/或放电截止电压,则以所述调整步长为调整值增加对对待测试动力电池进行测试时的恒定工作电流,直至在充电和/或放电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的充电和/或放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,所述环境参数为温度;且所述测试参数为:温度和soc。

在一些实施例中,所述根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,包括:

确定温度取值区间和soc取值区间;

从所述温度取值区间中确定n个温度测试点,从所述soc取值空间中确定m个soc测试点;并以此生成m×n个候选测试点,其中每一候选测试点的温度和/或soc的取值不相同。

另一方面,提供了一种动力电池峰值电流的测试装置,包括:

测试参数获取模块,用于获取待测试动力电池的测试参数;其中所述测试参数包括以下的至少一种:环境参数、剩余电量soc;

采样点获取模块,用于根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,其中每一候选测试点的测试参数的值不完全相同;从候选测试点中确定选定测试点;

峰值电流确定模块,用于根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流;

拟合模块,用于利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有候选测试点对应的峰值电流。

在一些实施例中,所述拟合模块用于执行以下操作:

根据获取的所有选定测试点的测试参数下的峰值电流进行线性插值和/或指数拟合以获得所有候选测试点的测试参数下的峰值电流。

在一些实施例中,所述拟合模块用于执行以下操作:

获取候选测试点中的每一选定测试点的测试参数下的待测试动力电池的测试参数下的峰值电流;

当所述测试参数为环境参数时,将每一选定测试点的环境参数下的峰值电流进行指数拟合以得到环境参数同峰值电流的对应关系;

当所述测试参数为soc时,将选定测试点的soc下的峰值电流进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系;

根据环境参数同峰值电流的对应关系和/或soc同峰值电流的对应关系,获得所有候选测试点的测试结果。

在一些实施例中,所述采样点获取模块用于执行以下操作:

确定待测试动力电池的充电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在充电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了充电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了充电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行充电,直至待测试动力电池在充电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到充电截止电压时的充电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,所述采样点获取模块用于执行以下操作:

确定待测试动力电池的放电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在放电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了放电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了放电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行放电,直至待测试动力电池在放电过程中达到放电截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,充电截止电压=额定充电截止电压-第一预设保护电压值,放电截止电压=额定放电截止电压+第二预设保护电压值。

在一些实施例中,所述峰值电流确定模块用于执行以下操作:

确定初始恒定工作电流以及调整步长;

以所述初始恒定工作电流作为恒定工作电流对待测试动力电池进行测试,如果测试时的截止电压未达到了充电截止电压和/或放电截止电压,则以所述调整步长为调整值增加对对待测试动力电池进行测试时的恒定工作电流,直至在充电和/或放电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的充电和/或放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,所述环境参数为温度;且所述测试参数为:温度和soc。

在一些实施例中,所述根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,包括:

确定温度取值区间和soc取值区间;

从所述温度取值区间中确定n个温度测试点,从所述soc取值空间中确定m个soc测试点;并以此生成m×n个候选测试点,其中每一候选测试点的温度和/或soc的取值不相同。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:

上述各种实施例,通过根据候选测试点的测试参数选择采样点以作为选定测试点,这样只需对部分候选测试点进行测试,因而提高了测试的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种采用随机测电法对待测试动力电池进行测试的工作流程示意图;

图2是一种采用jevs功率测试法测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;

图3是一种采用hppc方法测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;

图4是本发明实施例的一种测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;

图5是本发明实施例的另一种测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;

图6是本发明实施例的又一种测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;

图7是本发明实施例的又一种测试动力电池的峰值电流的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示的为一种随机测电法的工作流程示意图;其包括:

步骤101、获取待测试动力电池的测试参数,其中所述测试参数包括以下的至少一种:预设温度、预设soc(剩余电量)、预设测试时间;

步骤102、在当前测试参数下,利用预设的恒定工作电流n对该待检测电池进行测试;

步骤103、判断当前待测试动力电池的电压是否达到了截止电压;如果是,则跳转到步骤104;如果否,则将提高所述恒定电流n,并返回步骤102;

步骤104、记录待测试动力电池的电流值,以作为当前测试环境下的峰值电流;

步骤105、通过递增电流值的方式改变待测试动力电池的测试参数,返回步骤101。

由上述方法可以看出,随机试电法是要通过不断地改变测试参数,然后在每一种测试参数下分别对待测试动力电池进行检测,以通过递增电流的方式获取在当前测试参数下截止电压对应的峰值电流。

如图2所示的为一种jevs功率测试法测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;其包括:

步骤201、获取待测试动力电池的测试参数,其中所述测试参数包括以下的至少一种:预设温度、预设soc(剩余电量)、预设测试时间;

步骤202、在当前测试参数下,分别利用不同的恒定工作电流对该待检测电池进行测试,以记录在每一恒定电流下的预设时间m内进行充放电时的该待测试动力电池的截止电压;

步骤203、利用步骤202获得的不同的恒定工作电流对应的截止电压,线性的拟合出充放电电流和截止电压之间的关系,并以此计算出额定截止电压下的峰值电流值;

步骤204、改变待测试动力电池的测试参数,返回步骤201。

具体来说,上述的jevs方法在步骤202中是在每一个恒定工作电流下,对待测试动力电池依次进行充电和放电,以获取该恒定工作电流下的电池交替充放电的数据,通过拟合电压与电流关系得到峰值电流。

在上述方法中,该不同的恒定工作电流可以为:0.1c、0.5c、1c、1.5c、2c…….。这样可以通过不断改变恒定工作电流,并在每一恒定工作电流下都对待测试动力电池进行充电和放电操作,以对电压和电流之间的关系进行拟合以得到该待测试动力电池的峰值电流。

如图3所示的是一种混合动力脉冲能力特性测试(hppc)方法测试动力电池的峰值电流的方法的工作流程示意图;其包括:

步骤301、获取待测试动力电池的测试参数,其中所述测试参数包括以下的至少一种:预设温度、预设soc(剩余电量)、预设测试时间;

步骤302、在当前测试参数下,分别利用不同的恒定工作电流对该待检测电池进行测试,以记录在每一恒定电流下的预设时间m内进行充放电时该待测试动力电池的截止电压;

步骤303、利用步骤302获取的电压与电流之间的关系计算电池的直流阻抗,并通过直流阻抗、额定截止电压、ocv,计算每一恒定工作电流下的峰值电流;

步骤304、改变待测试动力电池的测试参数,返回步骤301。

由上述方法可以看出,混合动力脉冲能力特性测试(hppc)方法是在不同荷电状态、温度下对电池进行0.75i/1i恒流充放电,通过电压电流计算该温度、荷电状态下的电池内阻,再通过充放电内阻计算出峰值电流,该方法采用单一脉冲电流,计算出峰值电流偏大,使用存在安全风险。

由图1-图3可以看出,相关技术都存在优选点:

(1)随机测电法:在特定温度、特定荷电状态下,随机经验选取测试电流恒流放电/充电至截至电压,记录放电/充电持续时间。该方法可直接测试出特定温度、荷电状态、持续时间的峰值电流,但测试相当繁琐,反复随机测试导致测试效率极为低下;

(2)混合动力脉冲能力特性测试(hppc):在不同荷电状态、温度下对电池进行0.75i/1i恒流充放电,通过电压电流计算该温度、荷电状态下的电池内阻,再通过充放电内阻计算出峰值电流,该方法采用单一脉冲电流,计算出峰值电流偏大,使用存在安全风险;

(3)jevs功率测试法:选取不同电流,对在某个荷电状态下的电池进行交替充放电,通过拟合电压与电流关系得到峰值电流。但对于高荷电状态下峰值放电电流远大于峰值充电电流的情况,这种测试方法的适用性较差。

相关技术中有一种锂离子电池的峰值功率快速测试方法,该测试方法改了日本jevs功率测试,在高荷电状态下增加测试验证,优化线性拟合准确度。相关技术中还有一种电池峰值电流/功率的测试方法,这两种方法均是随机试电流法的改进方法。

但这些现有的方法都是在单一温度、单一荷电的状态下对动力电池进行测试,且充放电都采用额定截至电压。现有方法主要存在问题在于:(1)必须经过大量不同温度、不同soc条件下的测试才能得到准确的全峰值电流谱;(2)采用额定截至电压作为测试条件,没有考虑到电芯单体的不一致性,峰值电流在整包使用阶段存在风险。

由上述描述可以看出,相关技术中虽然有一些对动力电池的峰值电流进行测试的方法,但是这些方法有缺陷;本发明实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试方法及装置,以至少解决现有技术中的一个缺陷,从而提高测试的效率和/或可靠性。

如图4所示的,本发明实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试方法,其包括:

步骤401、获取待测试动力电池的测试参数;其中所述测试参数包括以下的至少一种:环境参数、剩余电量soc;

步骤402、根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,其中每一候选测试点的测试参数的值不完全相同;从候选测试点中确定选定测试点;

步骤403、根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流;

步骤404、利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有候选测试点对应的峰值电流。

上述实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试方法,通过根据候选测试点的测试参数选择采样点以作为选定测试点,这样只需对部分候选测试点进行测试,因而提高了测试的效率。

在本发明的一个实施例中,该环境参数为温度。如图5所示的,所述方法包括:

步骤501、获取待测试动力电池的测试参数;其中所述测试参数包括:温度、剩余电量soc;

步骤502、根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,其中每一候选测试点的测试参数的值不完全相同;从候选测试点中确定选定测试点;

步骤503、根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流;

步骤504、利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有候选测试点对应的峰值电流。

上述实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试方法,通过从候选测试点的测试参数选择采样点以作为选定测试点,这样只需对部分采样点进行测试就可以最终拟合出从而提高测试的效率。

例如,可以在-30℃到+55℃的温度下进行测试,并从soc在100%到5%的区间进行测试。测试时的测试点可以以5℃为间隔确定,且soc的测试点可以以5个百分点为间隔确定,这样可以测试每一个温度测试点和soc测试点下,对待测试动力电池进行充电/放电测试,以根据截止电压确定峰值电流。也就是说,温度的候选测试点分为别如表1所示的,温度-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃;而soc的候选测试点为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%。由于测试参数为两个,且每一测试参数在取值区间内各自有测试点,因此最终的候选测试点如表1所示的,为18×12个候选测试点;即18个温度测试点和12个soc测试点。

具体的,可以参考表1;表1中所有被标为t的即为从候选测试点中选择出的选定测试点。

表1

在本发明的一个实施例中,所述利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有选定测试点对应的峰值电流,包括:

根据获取的所有选定测试点的测试参数下的峰值电流进行线性插值和/或指数拟合以获得所有候选测试点的测试参数下的峰值电流。

在一些实施例中,所述根据获取的所有选定测试点的测试参数下的峰值电流进行线性插值法和/或指数拟合以获得所有候选测试点的测试结果,包括:

获取候选测试点中的每一选定测试点的测试参数下的待测试动力电池的测试参数下的峰值电流;

当所述测试参数为环境参数时,将每一选定测试点的环境参数下的峰值电流进行指数拟合以得到环境参数同峰值电流的对应关系;

当所述测试参数为soc时,将选定测试点的soc下的峰值电流进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系;

根据环境参数同峰值电流的对应关系和/或soc同峰值电流的对应关系,获得所有候选测试点的测试结果。

在一些实施例中,待测试动力电池在选定测试点的峰值电流可以通过以下方式获得:

确定待测试动力电池的充电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在充电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了充电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了充电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行充电,直至待测试动力电池在充电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到充电截止电压时的充电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,待测试动力电池在选定测试点的峰值电流可以通过以下方式获得:

确定待测试动力电池的放电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在放电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了放电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了放电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行放电,直至待测试动力电池在放电过程中达到放电截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

当然,在每一次测试时可以只对待测试动力电池进行充电测试或放电测试,也可以先进行充电测试后进行放电测试,还可以先进行放电测试后进行充电测试,当然也可以交替进行充电测试和放电测试。

在本发明的一个实施例中,如图6所示的,所述方法包括:

步骤601、获取待测试动力电池的测试参数;其中所述测试参数包括:环境参数、剩余电量soc;

步骤602、根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,其中每一候选测试点的测试参数的值不完全相同;从候选测试点中确定选定测试点;

步骤603、确定待测试动力电池的充电截止电压;针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在充电过程中该待测试动力电池的截止电压;如果该截止电压达到了充电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;如果该截止电压未达到了充电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行充电,直至待测试动力电池在充电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到充电截止电压时的充电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流;

确定待测试动力电池的放电截止电压;针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在放电过程中该待测试动力电池的截止电压;如果该截止电压达到了放电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;如果该截止电压未达到了放电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行放电,直至待测试动力电池在放电过程中达到放电截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流;

步骤604、利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有候选测试点对应的峰值电流。

本领域内技术人员可以理解,本实施例中的环境参数、soc(剩余电量)可以与前述步骤501-505中的参数一致,即该环境参数可以为温度;具体请参见步骤501-505,在此不再赘述。

上述实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试方法,通过根据候选测试点的测试参数选择采样点以作为选定测试点,这样只需对选定测试点的测试参数进行测试,从而提高测试的效率。

在本发明的一个实施例中,可以通过当前恒定工作电流下使得该待测试动力电池在第一预设测试时间内进行放电,然后静置第一放电后静置时间;然后再使得该待测试动力电池在第二预设测试时间内进行充电,然后再静置第一充电后静置时间;测试在充电和放电过程中的截止电压。在一个具体的例子中,以初始恒定工作电流为0.5c、第一放电后静置时间为30分钟、第一充电后静置时间为30分钟、第一预设测试时间为10秒、第二预设测试时间为10秒为例;该步骤603可以具体为:以0.5c恒定工作电流进行放电10秒,然后静置30分钟;再以0.5c恒定工作电流进行充电10秒,然后静置30分钟,记录电池截止电压。当然,上述例子中,充电和放电过程可以调换,而充电和放电的过程顺序可以根据电池的soc来确定,也就是说电池的soc比较高导致不允许再进行充电时,则必须先执行放电过程,再执行充电过程;而如果电池的soc比较低导致不允许再进行放电时,则必须先执行充电过程,再执行放电过程。

在本发明的又一个实施例中,为了避免可能存在的过冲或是过放的问题,上述步骤603中是根据额定充电截止电压、额定放电截止电压获取充电截止电压和放电截止电压。即:充电截止电压=额定充电截止电压-第一预设保护电压值,放电截止电压=额定放电截止电压+第二预设保护电压值。

例如:该额定充电截止电压4.2v、额定放电截止电压2.8v,则测试用的充电截止电压为4.18v、放电截止电压为2.95v。也就是说,充电截止电压=额定充电截止电压-第一预设保护电压值,放电截止电压=额定放电截止电压+第二预设保护电压值。在该实施例中,该第一预设保护电压值为10mv~500mv,且第二预设保护电压值为10mv~500mv。采用第一预设保护电压值和第二预设保护电压值,可以有效避免电芯在整包测试和使用过程中的过充过放问题。其中,第一预设保护电压值可以等于第二预设保护电压值,或第一预设保护电压值可以不等于第二预设保护电压值。在上述实施例中可以看出,上述实施例的第一预设保护电压值为4.2v-4.18v=20mv,第二预设保护电压值2.95v-2.8v=150mv。

在本发明的一个实施例中,采用前述的测试用的充电截止电压为4.18v、放电截止电压为2.95v;当然这些数值都只是为了说明本发明实施例的技术方案而进行的举例说明。获取步骤605的测试时获得的该待检测动力电池的截止电压,判断该待检测动力电池的截止电压是否达到4.18v或是2.95v,如果是则说明的当前恒定工作电流已经达到了峰值电流,则停止测试。如果该待检测动力电池的截止电压未达到4.18v或是2.95v,则需要对当前恒定工作电流进行调整,调整步长可以为恒定工作电流调整步长;然后返回步骤603再次进行测试。

以初始恒定工作电流=0.5c、恒定工作电流调整步长=0.5c为例,则当第一次进行测试时时,是以初始恒定工作电流来进行测试的;如果步骤603中测试后判断采用初始恒定工作电流进行测试充电/放电时的截止电压未达到4.18v或是2.95v,则调整测试的恒定工作电流后,再次执行步骤603。也就是:当前恒定工作电流=当前恒定工作电+恒定工作电流调整步长0.5c;即每一次以0.5c的步长调整当前恒定工作电流,然后再跳转到步骤603再次进行测试,直至经过步骤604中确定的截止电压达到了充电截止电压或放电截止电压。

在本发明的一个实施例中,可以从表1中的第一个选定测试点开始一一进行测试,直至每一选定测试点都测试完毕。

在本发明的一个实施例中,通过前述的步骤601-603可以确定出每一选定测试点的峰值电流;然后在步骤604中可以通过预设算法计算出完整的温度/soc图谱。即通过所述步骤603确定了每一个选定测试点的峰值电流后,所述步骤604包括:

根据获取的所有选定测试点的测试结果进行线性插值法和/或指数拟合(exponentialfit)以获取所有候选测试点的测试结果。

具体的,该步骤604可以包括:

步骤a、获取候选测试点中的选定测试点的环境参数下的待测试动力电池的测试结果;

步骤b、将选定测试点的测试结果进行指数拟合以得到温度同峰值电流的对应关系,即得到表2中所示的标注为c1的所有与选定测试点具有相同的soc的其他候选测试点的测试结果;

表2

步骤c、将选定测试点的测试结果进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系,即得到表3中所示的标注为c2的所有与选定测试点具有相同的温度的其他候选测试点的测试结果;

表3

在经过步骤b和步骤c之后,该候选测试点中除选定测试点之外的其他测试点都通过指数拟合和线性插值法拟合的方式得到全温度&全soc范围的峰值电流;这样相比较现有技术的测试方案可以提高对待测试动力电池进行测试时的效率。

在本发明的实施例中,步骤b和步骤c的顺序可以交换,即:先通过线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系(也就是表3中的标识为c2的候选测试点),然后再通过指数拟合以得到温度同峰值电流的对应关系(也就是表3中的标识为c1的候选测试点)。

当然,本领域内技术人员可以理解,本发明的任何一个实施例中都可以只对测试的结果进行指数拟合以得到温度同峰值电流的对应关系(也就是表3中的标识为c1的候选测试点)。本发明的任何一个实施例中都可以只对测试结果进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系(也就是表3中的标识为c2的候选测试点)。即,本发明的任何一个实施例中都可以只执行步骤b,也可以只执行步骤c,还可以以任意顺序执行步骤b和步骤c。

本发明的一个实施例提出了一种动力电池峰值电流的测试装置,如图7所示的,包括:

测试参数获取模块,用于获取待测试动力电池的测试参数;其中所述测试参数包括以下的至少一种:环境参数、剩余电量soc;

采样点获取模块,用于根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,其中每一候选测试点的测试参数的值不完全相同;从候选测试点中确定选定测试点;

峰值电流确定模块,用于根据每一选定测试点对应的测试参数分别对所述待测试动力电池进行测试,以获取所述对待测试动力电池在每一选定测试点对应的测试参数下的峰值电流;

拟合模块,用于利用选定测试点对应的峰值电流,确定所述待测试动力电池的所有候选测试点对应的峰值电流。

在一些实施例中,所述拟合模块用于执行以下操作:

根据获取的所有选定测试点的测试参数下的峰值电流进行线性插值和/或指数拟合以获得所有候选测试点的测试参数下的峰值电流。

在一些实施例中,所述拟合模块用于执行以下操作:

获取候选测试点中的每一选定测试点的测试参数下的待测试动力电池的测试参数下的峰值电流;

当所述测试参数为环境参数时,将每一选定测试点的环境参数下的峰值电流进行指数拟合以得到环境参数同峰值电流的对应关系;

当所述测试参数为soc时,将选定测试点的soc下的峰值电流进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系;

根据环境参数同峰值电流的对应关系和/或soc同峰值电流的对应关系,获得所有候选测试点的测试结果。

在一些实施例中,所述采样点获取模块用于执行以下操作:

确定待测试动力电池的充电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在充电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了充电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了充电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行充电,直至待测试动力电池在充电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到充电截止电压时的充电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,所述采样点获取模块用于执行以下操作:

确定待测试动力电池的放电截止电压;

针对每一选定测试点的测试参数,以每一选定测试点的测试参数对应的恒定工作电流使得待测试动力电池进行充电,以确定在放电过程中该待测试动力电池的截止电压;

如果该截止电压达到了放电截止电压,则确定当前的恒定工作电流值作为该选定测试点的峰值电流;

如果该截止电压未达到了放电截止电压,则从所述测试测参数中确定大于当前的恒定工作电流的电流作为调整后的恒定工作电流为测试动力电池进行放电,直至待测试动力电池在放电过程中达到放电截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,充电截止电压=额定充电截止电压-第一预设保护电压值,放电截止电压=额定放电截止电压+第二预设保护电压值。

在一些实施例中,所述峰值电流确定模块用于执行以下操作:

确定初始恒定工作电流以及调整步长;

以所述初始恒定工作电流作为恒定工作电流对待测试动力电池进行测试,如果测试时的截止电压未达到了充电截止电压和/或放电截止电压,则以所述调整步长为调整值增加对对待测试动力电池进行测试时的恒定工作电流,直至在充电和/或放电过程中达到截止电压,则确定所述待测试动力电池达到截止电压时的充电和/或放电的恒定工作电流作为该选定测试点的峰值电流。

在一些实施例中,所述环境参数为温度;且所述测试参数为:温度和soc。

在一些实施例中,所述根据每一测试参数的取值区间确定候选测试点,包括:

确定温度取值区间和soc取值区间;

从所述温度取值区间中确定n个温度测试点,从所述soc取值空间中确定m个soc测试点;并以此生成m×n个候选测试点,其中每一候选测试点的温度和/或soc的取值不相同。

在本发明的该实施例中,该测试装置执行的流程可以如前任一实施例的方法,因此在此不再赘述。

以下以一个具体的例子对本发明实施例进行说明。当然,本领域内技术人员可以理解,该例子仅为便于理解而提出的一个具体的例子,而并非对本发明的权利要求的保护范围做出的任何限定。

步骤1001、对待测试动力电池进行预处理;

在本发明实施例中,以容量为50ah、额定充电截止电压4.2v、额定放电截止电压2.8v的待测试动力电池为例。

一些待测试动力电池可能需要进行预充电和预放电处理,因此在本发明的一个实施例中,可以在进行测试之前首先对待测试动力电池进行预处理。例如,可以根据待测试动力电池的标准工作流程,首先对待测试动力电池进行标准充放电循环。现有的很多待测试动力电池在工作手册中都会给出标准充放电循环次数,例如5次。当然,步骤1001并非本发明实施例的必须步骤,而是一个可选步骤。

在本发明的一个实施例中,可以在测试前先对待测试动力电池进行充电处理以准备进行测试。例如:可以设定环境温度为25℃、初始静置时间为6小时、初始恒定工作电流为1c电流(即:50a);则该方法可以包括:将电池至于25℃环境温箱静置不小于6小时,以1c电流(50a)恒流放电调节电池的soc至95%,然后再静置1小时。

步骤1002、确定待测试动力电池的测试参数;并根据测试参数的取值区间确定进行测试的候选测试点,所述每一候选测试点对应的测试参数不完全相同;然后从所述候选测试点中选择采样点以作为选定测试点;其中所述测试参数包括以下的至少一种:环境参数、soc;

在本发明的一个实施例中,该环境参数可以为待测试动力电池的温度。当然,这只是举例说明,该环境参数还可以包括以下的一种:湿度、气压值…….。在以下的实施例中,是以温度和soc来举例进行说明的。在本发明的实施例中,每一候选测试点对应的测试参数不完全相同是指,当测试参数是一个参数时,则两个不同的候选测试点具有不同的测试参数;当测试参数是两个或两个以上参数时,则两个不同的候选测试点之间至少具有一个不同的测试参数。

在本发明的一个实施例中,为了测试出待测试动力电池在不同温度下的峰值电流,需要在不同的温度下分别对待测试动力电池进行充电/放电测试,以确定待测试动力电池在不同温度下的截止电压。同时,为了确定不同的剩余电量soc下对待测试动力电池的性能,还需要在不同的剩余电量soc下对待测试动力电池进行充电/放电测试。

例如,可以在-30℃到+55℃下进行测试,并从soc在100%到5%的区间进行测试。测试时的测试点可以以5℃为间隔确定,且soc的测试点可以以5个百分点为间隔确定,这样可以测试每一个温度测试点和soc测试点下,对待测试动力电池进行充电/放电测试,以根据截止电压确定峰值电流。具体的,可以参考表1;表1中列出了所有可能的候选测试点,所有被标为t的即为从候选测试点中作为采样点选择出的选定测试点。

表1

在本发明实施例中,为了提高测试的效率,可以不对所有的候选测试点都一一进行测试,而是确定预设多个选定测试点,并只对这些选定测试点进行测试。

例如,如表1所示的,先在-30℃到+55℃之间以5℃为间隔确定18个候选测试点,并在soc为100%到5℃之间以5个百分点为间隔确定12个候选测试点;这样如果逐一测试就需要对待测试动力电池在18×12个不同环境参数的候选测试点分别进行测试;从表1可以看出每一个候选测试点都具有不同的工作参数;也就是说,每一个候选测试点的环境温度和/或soc。

为了提高测试的效率,本发明实施例中只对所有不同的候选测试点之中的一部分候选测试点进行测试。也就是如表1所示的,只将其中部分标识为t的候选测试点作为选定测试点;并在后续的步骤中对选定测试点一一进行测试。

步骤1003、确定待测试动力电池的充电截止电压和放电截止电压;

在本发明的一个实施例中,该额定充电截止电压和额定放电截止电压都可以通过待测试动力电池的标定参数来确定,或是通过其他任何可能的方式测定。

在本发明的另一个实施例中,该待测试动力电池的充电截止电压和放电截止电压可以就采用该待测试动力电池的标准的额定充电截止电压、额定放电截止电压。

在本发明的又一个实施例中,为了避免可能存在的过冲或是过放的问题,本实施例中根据额定充电截止电压、额定放电截止电压获取测试用的额定充电截止电压、额定放电截止电压。例如:该额定充电截止电压4.2v、额定放电截止电压2.8v,则测试用的充电截止电压为4.18v、放电截止电压为2.95v。也就是说,充电截止电压=额定充电截止电压-第一预设保护电压值,放电截止电压=额定放电截止电压+第二预设保护电压值。在该实施例中,该第一预设保护电压值为10mv~500mv,且第二预设保护电压值为10mv~500mv。采用第一预设保护电压值和第二预设保护电压值,可以有效避免电芯在整包测试和使用过程中的过充过放问题。其中,第一预设保护电压值可以等于第二预设保护电压值,或第一预设保护电压值可以不等于第二预设保护电压值。在上述实施例中可以看出,上述实施例的第一预设保护电压值为4.2v-4.18v=20mv,第二预设保护电压值2.95v-2.8v=150mv。

步骤1004、获取待测试动力电池的测试参数;

也就是,根据表1的选定测试点的环境温度和/或soc,确定当前的测试参数。

步骤1005、在当前测试参数下,分别利用不同的恒定工作电流对该待检测电池进行测试,以记录在每一恒定电流下的预设时间m内进行充点和/或放电时该待测试动力电池的截止电压;

在本发明的一个实施例中,可以通过当前恒定工作电流下使得该待测试动力电池在第一预设测试时间内进行放电,然后静置第一放电后静置时间;然后再使得该待测试动力电池在第二预设测试时间内进行充电,然后再静置第一放电后静置时间;测试在充电和放电过程中的截止电压。在一个具体的例子中,以初始恒定工作电流为0.5c、第一放电后静置时间为30分钟、第一放电后静置时间为30分钟、第一预设测试时间为10秒、第二预设测试时间为10秒为例;该步骤1005可以具体为:以0.5c恒定工作电流进行放电10秒,然后静置30分钟;再以0.5c恒定工作电流进行充电10秒,然后静置30分钟min,记录电池截止电压。当然,上述例子中,充电和放电过程可以调换,而充电和放电的过程顺序可以根据电池的soc来确定,也就是说电池的soc比较高导致不允许再进行充电时,则必须先执行放电过程,再执行充电过程;而如果电池的soc比较低导致不允许再进行放电时,则必须先执行充电过程,再执行放电过程。

在步骤1005是第一次执行,则所述的当前恒定工作电流为初始恒定工作电流,而该初始恒定工作电流可以步骤1004中得到的。如果步骤1005不是第一次执行,则所述的当前恒定工作电流=初始恒定工作电流+恒定工作电流调整步长。

步骤1006、判断步骤1005中确定的截止电压是否达到了充电截止电压或放电截止电压;如果是则跳转到步骤1007;如果否则调整该恒定工作电流,并返回步骤1005再次进行测试;

在本发明的一个实施例中,采用前述的测试用的充电截止电压为4.18v、放电截止电压为2.95v;当然这些数值都只是为了说明本发明实施例的技术方案而进行的举例说明。获取步骤1005的测试时获得的该待测试动力电池的截止电压,判断该待测试动力电池的截止电压是否达到4.18v或是2.95v,如果是则说明步骤1005中的当前恒定工作电流已经达到了峰值电流,则停止测试。如果该待测试动力电池的截止电压未达到4.18v或是2.95v,则需要对步骤1005中的当前恒定工作电流进行调整,调整步长可以为恒定工作电流调整步长;然后返回步骤1005再次进行测试。

以初始恒定工作电流=0.5c、恒定工作电流调整步长=0.5c为例,则当第一次执行步骤1005时,是以恒定工作电流来进行测试的;而如果再次执行步骤1005时,则当前恒定工作电流=当前恒定工作电+恒定工作电流调整步长0.5c。即每一次以0.5c的步长调整当前恒定工作电流,然后再跳转到步骤1005再次进行测试,直至经过步骤1005中确定的截止电压是否达到了充电截止电压或放电截止电压。

步骤1007、判断当前的选定测试点是否已经都测试完毕,如果是则跳转到步骤1008,如果否则根据下一选定测试点的测试参数,并跳转到步骤1004。

在本发明的一个实施例中,可以从表1中的第一个选定测试点开始一一进行测试,直至每一选定测试点都测试完毕。

步骤1008、根据获取的所有选定测试点的测试结果进行线性插值法和/或指数拟合(exponentialfit)以获取所有候选测试点的测试结果。

在本发明的一个实施例中,其中选定测试点进行测试得到的测试结果可以如表1所示的,其包括多个选定测试点,该选定测试点可以为从候选测试点中选择的,该选定测试点之间为非连续的,即如表1所示的在一些选定测试点之间相互间隔的确定选定测试点。

其中,步骤1008包括:

步骤a、获取候选测试点中的选定测试点的环境参数下的待测试动力电池的测试结果;

步骤b、将选定测试点的测试结果进行指数拟合以得到温度同峰值电流的对应关系,即得到表2中所示的标注为c1的所有与选定测试点具有相同的soc的其他候选测试点的测试结果;

表2

步骤c、将选定测试点的测试结果进行线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系,即得到表3中所示的标注为c2的所有与选定测试点具有相同的温度的其他候选测试点的测试结果;

表3

在经过步骤b和步骤c之后,该候选测试点中除选定测试点之外的其他测试点都通过指数拟合和线性插值法拟合的方式得到全温度&全soc范围的峰值电流;这样相比较现有技术的测试方案可以提高对待测试动力电池进行测试时的效率。在本发明的实施例中,步骤b和步骤c的顺序可以交换,即:先通过线性插值法拟合以得soc同峰值电流的对应关系(也就是表3中的标识为c2的候选测试点),然后再通过指数拟合以得到温度同峰值电流的对应关系(也就是表3中的标识为c1的候选测试点)。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,可以仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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