一种判定电池内部达到热平衡所需时间的方法与流程

本发明属于电池测试，涉及一种判定电池内部达到热平衡所需时间的方法，尤其涉及一种快速简易的判定电池内部达到热平衡所需时间的方法。

背景技术：

1、电池所有的电性能测试均需要以电池内部达到热平衡为前提，才可进行测试。但目前行业内对于单体电芯(又称为单体电池)的测试，没有明确的涉及温度转换测试的热平衡所需时长的推荐。在进行电性能测试时电池内部温度无法检测到，仅能通过粘贴在电池外表面的温感线来监控电池的热交换情况，但该种方式仅能代表电池表面的热交换完成，即仅能判断电芯表面达到了目标温度的热平衡，并不能准确判断电池内部是否达到了热平衡。而电池内部是否达到热平衡对电池的电性能测试结果的准确性会产生很大影响，若电池内部还没有达到热平衡就进行测试，会导致电池的电性能测试结果不准确，因此，为了确保电池内部达到热平衡，目前的通常做法是尽可能的延长转温的静置时长(例如：高温和常温温度转换时静置时长为5h，低温和常温温度转换时静置时长为8h)，而这将导致测试周期延长，其中静置时长占据测试流程总时长的73％～94％，存在影响项目测试完成周期的风险，亦存在浪费测试资源的风险。

2、cn104462847a公开了一种电池内部温度实时预测方法，涉及电池温度实时预测方法。为了解决电池表面温度监测无法体现电池内部实际工作温度的问题。该方法将电池分为内核和外壳，分别建立温度预测模型，通过实验的方法获取电池内部和表面材质比热容、电池内核-外壳以及外壳-外界的热阻参数、电池开路电压曲线、开路电压随温度变化曲线等信息。利用卡尔曼滤波方法对电池内部温度进行实时跟踪和修正，将实时电池表面和环境温度输入预测模型，实时预测电池内部温度。但该方法的计算量太大，方法较为复杂。

3、因此，在本领域，期望开发一种快速简易的判定电池内部达到热平衡所需时间的方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种判定电池内部达到热平衡所需时间的方法，具体提供一种快速简易的判定电池内部达到热平衡所需时间的方法。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种判定电池内部达到热平衡所需时间的方法，所述方法包括以下步骤：

4、将温箱设置到目标温度，并将待测电池放入所述温箱；

5、将所述待测电池的第一外置温感线连接到数据采集仪上，读取所述待测电池表面达到所述目标温度所需的时间，记作time表面；

6、根据time表面和公式(a)，确定所述待测电池内部达到目标温度所需的时间time内，其中，公式(a)为time内＝time表面+电池半厚度/热传递系数，time内和time表面的单位为min，电池半厚度的单位为mm，热传递系数的单位为mm/min，所述电池半厚度为所述待测电池总厚度的一半，所述热传递系数通过如下步骤确定：

7、(1)制作设置有内置温感线和第二外置温感线的试验电池，所述试验电池与所述待测电池为同一规格的电池；

8、(2)将所述试验电池放入温箱，将所述内置温感线和所述第二外置温感线连接到数据采集仪上，设置所述温箱处于不同的测试温度，并记录所述试验电池内部和表面达到所述不同测试温度所需的时间，分别记作time0内和time0表面；

9、(3)根据公式(b)：热传递系数＝电池半厚度/(time0内-time0表面)，计算得出不同测试温度的热传递系数；

10、(4)基于所述不同测试温度的热传递系数，选取最小的值作为所述试验电池/待测电池的热传递系数。

11、优选地，所述制作设置有内置温感线和第二外置温感线的试验电池，具体包括以下步骤：

12、在进行叠片时，将n根温感线安装在中间两层极片的中央位置，注液，密封，然后在电池的表面粘贴m根温感线，得到设置有内置温感线和第二外置温感线的试验电池；

13、或者，对已化成的电池，在半厚度处侧边开口插入n根绝缘的温感线，然后在电池的表面粘贴m根温感线，得到设置有内置温感线和第二外置温感线的试验电池。

14、优选地，所述n为不小于1的整数，优选不小于2的整数。

15、优选地，所述m为不小于1的整数，优选不小于2的整数。

16、优选地，步骤(2)所述不同的测试温度包括室温、低温、高温。

17、优选地，所述室温为23℃～25℃。

18、优选地，所述低温为低于23℃，优选-30℃～10℃。

19、优选地，所述高温为大于27℃。

20、优选地，所述高温为35℃～60℃。

21、优选地，所述同一规格的电池包括极片材料和/或电池厚度相同的电池。

22、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

23、在本发明中，通过将设置有内置温感线和第二外置温感线的试验电池放入温箱，并设置温箱处于不同的测试温度，可以得到不同测试温度下试验电池内部达到目标温度所需的时间以及电池表面达到目标温度所需的时间，在已知试验电池半厚度的情况下，计算得出不同测试温度的热传递系数，选取最小值作为试验电池/待测电池的热传递系数，从而可以建立试验电池内部达到热平衡所需时间与电池表面达到热平衡所需时间的函数关系，对于同一规格的待测电池，在电性能测试时，仅通过监测待测电池表面达到热平衡所需时间，即可预测待测电池内部达到热平衡所需时间，从而可以快速简易的判定电池内部是否达到了热平衡。本发明提供的判定电池内部达到热平衡所需时间的方法简单高效，通过对较少数量的电池进行判定测试，即可适用于较多批次同一规格的电池。

技术特征：

1.一种判定电池内部达到热平衡所需时间的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作设置有内置温感线和第二外置温感线的试验电池，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述n为不小于1的整数，优选不小于2的整数。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述m为不小于1的整数，优选不小于2的整数。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述不同的测试温度包括室温、低温、高温。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述室温为23℃～25℃。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低温为低于23℃，优选-30℃～10℃。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高温为大于27℃。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述高温为35℃～60℃。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述同一规格的电池包括极片材料和/或电池厚度相同的电池。

技术总结
本发明提供一种判定电池内部达到热平衡所需时间的方法，包括以下步骤：将温箱设置到目标温度，并将待测电池放入所述温箱；将所述待测电池的第一外置温感线连接到数据采集仪上，读取所述待测电池表面达到所述目标温度所需的时间，记作Time表面；根据Time表面和公式(a)，确定所述待测电池内部达到目标温度所需的时间Time内，其中，公式(a)为Time内＝Time表面+电池半厚度/热传递系数，Time内和Time表面的单位为min，电池半厚度的单位为mm，热传递系数的单位为mm/min，所述电池半厚度为所述待测电池总厚度的一半。本发明提供的判定电池内部达到热平衡所需时间的方法简单高效。

技术研发人员：白敏,陈龙
受保护的技术使用者：天津市捷威动力工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15