一种动力电池峰值功率测试方法、装置及系统与流程

1.本发明实施例涉及电池测试技术，尤其涉及一种动力电池峰值功率测试方法、装置及系统。


背景技术：

2.动力电池可以作为电动汽车、电动设备等工具的电源，在电动汽车领域，对于不同类型的车辆，对电池的需求也存在一定的差别。针对混动汽车，电池主要用于车辆的功率补充，因此需要有比较大的输入、输出功率，以保证能够有效的补充车辆的输出功率或者实现制动的能量回收。
3.电池在一定时间内的最大输入功率、最大输出功率称为峰值功率，在应用过程中，应该根据实际的工况场景选择具备指定峰值功率的电池。目前，测量电池峰值功率的方法包括jevs功率测试、hppc测试等。但上述测试方法均存在一定程度的缺陷，包括：测试耗时长，测试效率低，测试过程容易损坏电池等。


技术实现要素：

4.本发明提供一种动力电池峰值功率测试方法、装置及系统，以达到快速、有效的确定电池峰值功率的目的。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种动力电池峰值功率测试方法，确定测试功率、电压限值以及测试时长；
6.基于测试功率对电池进行恒功率测试，记录所述恒功率测试过程中电池的电压，若在测试时长内，所述电压达到所述电压限值，则降低所述测试功率；
7.若所述恒功率测试的时长达到所述测试时长后，所述电压未达到所述电压限值，则提高测试功率；
8.持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行所述恒功率测试，直至恰好在达到所述测试时长后，所述电压与所述电压限值的差值在设定的范围内；
9.将恰好在达到所述测试时长后，所述电压与所述电压限值的差值在设定的范围内时的测试功率作为峰值功率。
10.进一步的，还包括确定目标soc值；
11.所述恒功率测试用于确定每个所述目标soc值下的峰值功率。
12.进一步的，确定所述目标soc值对应的最大电流，所述目标soc值对应的开路电压；
13.根据所述最大电流以及所述开路电压确定与所述目标soc值对应的测试功率。
14.进一步的，确定进行所述恒功率测试前电池的最高电压；
15.若在测试时长内，所述电压达到所述电压限值，则将所述电压达到所述电压限值时的时长记为第一时长；
16.根据当前所述恒功率测试对应的测试功率、所述电压限值、所述最高电压、所述第一时长，所述测试时长确定进行下一次所述恒功率测试时，降低的所述测试功率。
17.进一步的，确定进行所述恒功率测试前电池的最高电压；
18.若所述恒功率测试的时长达到所述测试时长后，所述电压未达到所述电压限值，则将当前电压记为第一电压；
19.根据当前所述恒功率测试对应的测试功率、所述电压限值、所述最高电压、所述第一电压确定进行下一次所述恒功率测试时，提高的所述测试功率。
20.进一步的，还包括控制环境温度稳定在目标温度。
21.进一步的，还包括确定所述电池的初始容量。
22.进一步的，所述设定的范围为小于等于0.01v。
23.第二方面，本发明实施例还提供了一种动力电池峰值功率测试装置，其特征在于，包括峰值功率测试单元，所述峰值功率测试单元用于：
24.确定测试功率、电压限值以及测试时长；
25.基于测试功率对电池进行恒功率测试，记录所述恒功率测试过程中电池的电压，若在测试时长内，所述电压达到所述电压限值，则降低所述测试功率；
26.若所述恒功率测试的时长达到所述测试时长后，所述电压未达到所述电压限值，则提高测试功率；
27.持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行所述恒功率测试，直至恰好达到所述测试时长后，所述电压与所述电压限值的差值在设定的范围内；
28.将恰好达到所述测试时长后，所述电压与所述电压限值的差值在设定的范围内时的测试功率作为峰值功率。
29.第三方面，本发明实施例还提供了一种动力电池峰值功率测试系统，包括控制器，所述控制器用于实现实施例记载的动力电池峰值功率测试方法。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
31.1.本发明提出的动力电池峰值功率测试方法通过恒功率测试确定峰值功率，在测试过程中，以是否达到测试时长或者在测试时长内，电池的电压是否达到限值作为结束一次恒功率测试的依据，每次进行恒功率测试的核心步骤的时长不超过设定的测试时长，可以大幅减小峰值功率测试的总时长；
32.2.本发明提出的动力电池峰值功率测试方法，通过在在测试时长后，电池的电压是否恰好变化至设定的电压限值，判断当前的测试功率是否可以作为电池的峰值功率，当通过一次恒功率测试不能确定峰值功率时，基于测定的电池电压以及设定的电压限值确定进行下一次恒功率测试所使用的测试功率，可以使下一次恒功率测试使用的测试功率最大程度的接近峰值功率，进而最大程度的减小进行重复恒功率测试的次数，提高测试效率；
33.3.本发明提出的动力电池峰值功率测试方法可以有效的应用于自研产品或平台项目的峰值功率性能的通用评估，可以测得电池在不同设定条件下的极限充放电功率，在客户有确切功率需求时，通过本方法确定的测试结果可以作为前期对比的依据，便于客户初步评估产品是否满足需求。
附图说明
34.图1是实施例中的动力电池峰值功率测试方法流程图；
35.图2是实施例中的一种动力电池峰值功率测试方法流程图；
36.图3是实施例中的另一种动力电池峰值功率测试方法流程图；
37.图4是实施例中的动力电池峰值功率测试系统框图。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
39.实施例一
40.图1是实施例中的动力电池峰值功率测试方法流程图，参考图1，本实施例提出一种动力电池峰值功率测试方法，包括：
41.s101.设定测试时长，对电池进行恒功率测试，若在测试时长后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前测试功率作为电池的峰值功率。
42.示例性的，恒功率测试指单次测试时测试功率不变。
43.示例性的，本步骤中确定的峰值功率为指定条件的峰值功率，指定条件可以为指定soc(state of charge，荷电状态)值，指定温度以及指定soc值等。
44.图2是实施例中的一种动力电池峰值功率测试方法流程图，基于上述内容，参考图2，步骤s101可以进一步包括：
45.s1011.设定测试时长、测试功率、目标测试soc值、目标测试温度值。
46.s1012.在测试时长内，对电池进行恒功率测试，若在测试时长后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前测试功率作为电池的峰值功率。
47.s1013.调整目标测试soc值、目标测试温度值，重新进行步骤s1012确定当前指定条件下的峰值功率。
48.本实施例中，假定测试时长为10s，以确定25℃以及80％soc值下的，电池充电过程中的峰值功率；25℃以及30％soc值下的，电池放电过程中的峰值功率为例，说明峰值功率的确定过程。
49.具体的，确定电池充电过程中的峰值功率的过程包括：
50.按照规定的充电方式或以1c充电电流将电池充满电，静置1h，以1c恒流放电(100
‑
80)/100h，即放电0.2h，将电池的soc调整至80％soc；
51.调整测试环境温度至25℃，静置电池，使电池温度与测试环境的温度差值不超过2摄氏度；
52.确定初始功率p0，基于初始功率p0对电池进行恒功率测试，记录恒功率测试过程中电池的电压；
53.若恒功率测试的时长达到10s后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前的初始功率p0作为电池的峰值功率。
54.示例性的，确定电池充电过程中的峰值功率时，利用电池在设计过程中确定的上限电压u
upper_limit
确定设定的范围。
55.示例性的，上述设定的范围可以为u
upper_limit
±
0.01v。
56.确定电池放电过程中的峰值功率的过程包括：
57.按照规定的充电方式或以1c充电电流将电池充满电，静置1h，以1c恒流放电(100
‑
30)/100h，即放电0.7h，将电池的soc调整至30％soc；
58.调整测试环境温度至25℃，静置电池，使电池温度与测试环境的温度差值不超过2摄氏度；
59.确定初始功率p0，基于初始功率p0对电池进行恒功率测试，记录恒功率测试过程中电池的电压；
60.若恒功率测试的时长达到10s后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前的初始功率p0作为电池的峰值功率。
61.示例性的，确定电池充电过程中的峰值功率的过程中，利用电池在设计过程中确定的下限电压u
lower_limit
确定设定的范围。
62.示例性的，上述设定的范围可以为u
lower_limit
±
0.01v。
63.示例性的，在上述测试过程中，初始功率p0可以为一随机值。
64.作为一种优选方案，本实施例中，根据电池在设计过程中确定的，与某一soc值对应的最大电流以及开路电压确定初始功率p0，测试单体电池的峰值功率时，其采用的公式为：
65.p0＝i
soc
×
u
soc
66.式中，i
soc
为某一soc值对应的最大电流，u
soc
为该soc值下的开路电压。
67.示例性的，确定电池充电过程中的峰值功率时，i
soc
为80％soc对应的最大电流，u
soc
为80％soc对应的开路电压；确定电池放电过程中的峰值功率时，i
soc
为30％soc对应的最大电流，u
soc
为30％soc对应的开路电压。
68.示例性的，若测试电池包的峰值功率，则确定初始功率p0采用的公式为：
69.p0＝i
soc
×
u
soc
×
m
×
n
70.式中，i
soc
为某一soc值对应的最大电流，u
soc
为该soc值下的开路电压，m为电池包中全部电池单元的并联数，n为每个电池单元中全部单体电池的串联数。
71.示例性的，确定电池包峰值功率的方式与确定单体电池峰值功率的方式相同。
72.示例性的，本实施例中，与在测试时长后电池的电压恰好变化至设定的范围内相对应的，在测试时长后电池的电压不能恰好变化至设定的范围内的情形包括：
73.在时长达到测试时长前，电池的电压已变化至设定的范围内，例如在5s时，电池的电压已变化至设定的范围内；
74.截止到测试时长的终止时刻，电池的电压始终未变化至设定的范围内。
75.示例性的，在恒功率测试过程中，记录恒功率测试的时长以及恒功率测试过程中电池的电压，进而判断在测试时长后，电池的电压是否恰好变化至设定的范围内。
76.s102.若通过一次恒功率测试不能确定电池的峰值功率，则按照设定条件调整测试功率，调整一次测试功率后，随即重复进行一次恒功率测试，直至确定出电池的峰值功率。
77.示例性的，本步骤中，按照设定条件调整测试功率可以为随机调整测试功率的数值，按照固定步长提高或降低测试功率的数值。
78.图3是实施例中的另一种动力电池峰值功率测试方法流程图，参考图3，作为一种优选方案，本实施例中，按照固定步长提高或降低测试功率的数值，步骤s102可以进一步包括：
79.s1021.针对上一次恒功率测试，若在测试时长内，电池的电压达到电压限值，则进行当前恒功率测试时，降低测试功率；
80.若恒功率测试的时长达到测试时长后，电池的电压未达到电压限值，则进行当前恒功率测试时，提高测试功率。
81.s1022.重复步骤s1021，直至恰好在达到所述测试时长后，所述电池的电压与所述电压限值的差值在设定的范围内。
82.具体的，本实施例中，按照下述方式调整测试功率，并完成后续的峰值功率测试过程。
83.配置第一测试环节，即：
84.确定本次测试所需的测试功率p
i
，基于测试功率p
i
对电池进行恒功率测试，记录恒功率测试过程中电池的电压，其中，测试功率p
i
的确定方式为：
[0085][0086]
配置第二测试环节，即：
[0087]
确定本次测试所需的测试功率p
i
，基于测试功率p
i
对电池进行恒功率测试，记录恒功率测试过程中电池的电压，其中，测试功率p
i
的确定方式为：
[0088][0089]
配置第三测试环节，即：
[0090]
确定本次测试所需的测试功率p
i
，基于测试功率p
i
对电池进行恒功率测试，记录恒功率测试过程中电池的电压，其中，测试功率p
i
的确定方式为：
[0091][0092]
配置第四测试环节，即：
[0093]
确定本次测试所需的测试功率p
i
，基于测试功率p
i
对电池进行恒功率测试，记录恒功率测试过程中电池的电压，其中，测试功率p
i
的确定方式为：
[0094][0095]
上述各式中，u表示时长达到测试时长时电池的电压，t为测试时长，t1为达到测试时长前，电池的电压变化至设定的范围内时对应的时长(第一时长)。
[0096]
示例性的，在充电测试阶段，u0为进行恒功率测试前，指定条件(某一soc值、某一温度等)下测得的电池的最高电压；在放电测试阶段，u0为进行恒功率测试前，指定条件下测得的电池的最低电压。
[0097]
示例性的，第一测试环节和第三测试环节用于提高测试功率，第二测试环节和第四测试环节用于降低测试功率。
[0098]
若电池充电过程中，基于初始功率p0对电池进行恒功率测试，截止到测试时长的终止时刻，电池的电压小于上限电压u
upper_limit
，则继续确定电池充电过程中的峰值功率的过程包括：
[0099]
按照规定的充电方式或以1c充电电流将电池充满电，静置1h，以1c恒流放电(100
‑
80)/100h，即放电0.2h，将电池的soc调整至80％soc；
[0100]
调整测试环境温度至25℃，静置电池使电池温度与测试环境的差值不超过2摄氏度；
[0101]
执行第一测试环节；
[0102]
若恒功率测试的时长达到10s后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前的测试功率p
i
作为电池的峰值功率；
[0103]
若经过本次恒功率测试后，若仍不能确定电池的峰值功率，则重复恒功率测试。
[0104]
其中，若完成当前恒功率测试时，截止到测试时长的终止时刻，电池的电压始终未变化至设定的范围内，则进行下一次恒功率测试时，调整测试环境温度后，执行第一测试环节，进而完成本次恒功率测试；
[0105]
若完成当前恒功率测试时，在时长达到测试时长前，电池的电压已变化至设定的范围内，则进行下一次恒功率测试时，调整测试环境温度后，执行第二测试环节，进而完成本次恒功率测试；
[0106]
按照上述策略，持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行恒功率测试，直至确定出峰值功率。
[0107]
若电池充电过程中，基于初始功率p0对电池进行恒功率测试，在时长达到测试时长前，电池的电压已变化至u
upper_limit
，则继续确定电池充电过程中的峰值功率的过程包括：
[0108]
按照规定的充电方式或以1c充电电流将电池充满电，静置1h，以1c恒流放电(100
‑
80)/100h，即放电0.2h，将电池的soc调整至80％soc；
[0109]
调整测试环境温度至25℃，静置电池使电池温度与测试环境的差值不超过2摄氏度；
[0110]
执行第二测试环节；
[0111]
若恒功率测试的时长达到10s后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前的测试功率p
i
作为电池的峰值功率；
[0112]
若经过本次恒功率测试后，仍不能确定电池的峰值功率，则根据前述策略，在进行下一次恒功率测试时，相应的选择第一测试环节或第二测试环节，持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行恒功率测试，直至确定出峰值功率。
[0113]
若电池放电过程中，基于初始功率p0对电池进行恒功率测试，截止到测试时长的终止时刻，电池的电压大于下限电压u
lower_limit
，则继续确定电池充电过程中的峰值功率的过程包括：
[0114]
按照规定的充电方式或以1c充电电流将电池充满电，静置1h，以1c恒流放电(100
‑
30)/100h，即放电0.7h，将电池的soc调整至30％soc；
[0115]
调整测试环境温度至25℃，静置电池使电池温度与测试环境的差值不超过2摄氏度；
[0116]
执行第三测试环节；
[0117]
若恒功率测试的时长达到10s后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前的测试功率p
i
作为电池的峰值功率；
[0118]
若经过本次恒功率测试后，若仍不能确定电池的峰值功率，则重复恒功率测试。
[0119]
其中，若完成当前恒功率测试时，截止到测试时长的终止时刻，电池的电压始终未变化至设定的范围内，则进行下一次恒功率测试时，调整测试环境温度后，执行第三测试环节，进而完成本次恒功率测试；
[0120]
若完成当前恒功率测试时，在时长达到测试时长前，电池的电压已变化至设定的范围内，则进行下一次恒功率测试时，调整测试环境温度后，执行第四测试环节，进而完成本次恒功率测试；
[0121]
按照上述策略，持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行恒功率测试，直至确定出峰值功率。
[0122]
若电池放电过程中，基于初始功率p0对电池进行恒功率测试，在时长达到测试时长前，电池的电压已变化至下限电压u
lower_limit
，则继续确定电池放电过程中的峰值功率的过程包括：
[0123]
按照规定的充电方式或以1c充电电流将电池充满电，静置1h，以1c恒流放电(100
‑
30)/100h，即放电0.7h，将电池的soc调整至30％soc；
[0124]
调整测试环境温度至25℃，静置电池使电池温度与测试环境的差值不超过2摄氏度；
[0125]
执行第四测试环节；
[0126]
若恒功率测试的时长达到10s后，电池的电压恰好变化至设定的范围内，则将当前的测试功率p
i
作为电池的峰值功率；
[0127]
若经过本次恒功率测试后，仍不能确定电池的峰值功率，则根据前述策略，在进行下一次恒功率测试时，相应的选择第三测试环节或第四测试环节，持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行恒功率测试，直至确定出峰值功率。
[0128]
本实施例提出的动力电池峰值功率测试方法通过恒功率测试确定峰值功率，在测试过程中，以是否达到测试时长或者在测试时长内，电池的电压是否达到限值作为结束一次恒功率测试的依据，每次进行恒功率测试的核心步骤的时长不超过设定的测试时长，可以大幅减小峰值功率测试的总时长；
[0129]
本实施例提出的动力电池峰值功率测试方法，通过在在测试时长后，电池的电压是否恰好变化至设定的电压限值，判断当前的测试功率是否可以作为电池的峰值功率，当通过一次恒功率测试不能确定峰值功率时，基于测定的电池电压以及设定的电压限值确定进行下一次恒功率测试所使用的测试功率，可以使下一次恒功率测试使用的测试功率最大程度的接近峰值功率，进而最大程度的减小进行重复恒功率测试的次数，提高测试效率；
[0130]
本实施例提出的动力电池峰值功率测试方法可以有效的应用于自研产品或平台项目的峰值功率性能的通用评估，可以测得电池在不同设定条件下的极限充放电功率，在客户有确切功率需求时，通过本方法确定的测试结果可以作为前期对比的依据，便于客户初步评估产品是否满足需求。
[0131]
作为一种可实施方案，在进行恒功率测试前，还可以确定电池的初始容量，以确定准确的电池容量，进而当采用与某一soc值对应的最大电流以及开路电压确定初始功率p0，
提高初始功率p0的准确性，进而减小测试时长。
[0132]
实施例二
[0133]
本实施例提出一种动力电池峰值功率测试装置，包括峰值功率测试单元，所述峰值功率测试单元用于：
[0134]
确定测试功率、电压限值以及测试时长；
[0135]
基于测试功率对电池进行恒功率测试，记录所述恒功率测试过程中电池的电压，若在测试时长内，所述电压达到所述电压限值，则降低所述测试功率；
[0136]
若所述恒功率测试的时长达到所述测试时长后，所述电压未达到所述电压限值，则提高测试功率；
[0137]
持续调整测试功率，并利用调整后的测试功率重复进行所述恒功率测试，直至恰好达到所述测试时长后，所述电压与所述电压限值的差值在设定的范围内；
[0138]
将恰好达到所述测试时长后，所述电压与所述电压限值的差值在设定的范围内时的测试功率作为峰值功率。
[0139]
具体的，本实施例中，动力电池峰值功率测试装置配置的功率测试方法可以为实施例一中任意记载的一种动力电池峰值功率测试方法，其具体实现方法不再赘述。
[0140]
本实施例中，基于动力电池峰值功率测试装置达到的有益效果与实施例一记载的内容相同。
[0141]
实施例三
[0142]
示例性的，实施例一中提出的动力电池峰值功率测试方法可以通过软件的方式实现。
[0143]
图4是实施例中的动力电池峰值功率测试系统框图，参考图4，本实施例提出一种动力电池峰值功率测试系统，包括控制器100，控制器配置有可执行程序，可执行程序被执行时用于实现实施例一记载的任意一种动力电池峰值功率测试方法。
[0144]
参考图2，示例性的，动力电池峰值功率测试系统还可以包括电流计200、电压计300、温度计400，计时器500等。
[0145]
示例性的，电流计200、电压计300、温度计400分别与控制器100以及电池u1相连接，电流计200用于测量并向控制器100发送电池u1的充放电电流，电压计300用于测量并向控制器100发送电池u1的电压，温度计400用于测量并向控制器发送电池u1的温度。
[0146]
计时器500与控制器100相连接，计时器500用于计时。
[0147]
本实施例提出的动力电池峰值功率测试系统的有益效果与实施例一记载的有益效果相同。
[0148]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。