测量变电流工况下电池的生热功率的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种测量变电流工况下电池的生热功率 的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着新能源行业对裡电池组的性能和循环寿命要求越来越高，裡电池组的热管理 方案受到越来越多的重视，而热管理方案又需要依据离子电池的发热量进行设计。目前裡 电池的发热量多数W温升曲线进行描述，该种方法得到的是温度差值，不能得到具体的生 热功率和热量。
[0003] 目前，现有技术普遍通过加速量热仪对裡电池的发热量进行测试，但测试设备和 费用昂贵，多数企业不具备相应的财力。并且多数情况下测试得到的是裡电池在恒流充电 或者放电的温升曲线，该与裡电池在实际工作状态下变化的电流、充放电交替进行的工况 不相符。
[0004] 因此，开发一种有效地测量变电流工况下电池的生热功率的方案是一个亟待解决 的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的实施例提供了一种测量变电流工况下电池的生热功率的方法和装置，W 实现有效地测量变电流工况下电池的生热功率。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种测量变电流工况下电池的生热功率的方法， 包括：
[0007] 测量电池在不同倍率下的充电和/或放电的温升数据，根据所述充电和/或放电 的温升数据计算出所述电池在不同倍率下充电和/或放电的生热功率；
[0008] 根据所述不同倍率下充电和/或放电的生热功率对应的电流值，通过曲线拟合生 成所述电池的充电和/或放电的生热功率与电流值之间的关系式。
[0009] 优选地，所述的测量电池在不同倍率下的充电和/或放电的温升数据，根据所述 充电和/或放电的温升数据计算出所述电池在不同倍率下充电和/或放电的生热功率，包 括：
[0010] 测量电池在自然环境下不同倍率下的充电和/或放电的温升数据；
[0011] 设所述电池在放电倍率V下放电至截止电压的放电时间为ty，则电池在该放电工 况下的平均生热功率Py计算如下式：
[0012]
【主权项】
1. 一种测量变电流工况下电池的生热功率的方法，其特征在于，包括： 测量电池在不同倍率下的充电和/或放电的温升数据，根据所述充电和/或放电的温 升数据计算出所述电池在不同倍率下充电和/或放电的生热功率； 根据所述不同倍率下充电和/或放电的生热功率对应的电流值，通过曲线拟合生成所 述电池的充电和/或放电的生热功率与电流值之间的关系式。
2. 根据权利要求1所述的测量变电流工况下电池的生热功率的方法，其特征在于，所 述的测量电池在不同倍率下的充电和/或放电的温升数据，根据所述充电和/或放电的温 升数据计算出所述电池在不同倍率下充电和/或放电的生热功率，包括： 测量电池在自然环境下不同倍率下的充电和/或放电的温升数据； 设所述电池在放电倍率V下放电至截止电压的放电时间为tv，则电池在该放电工况下 的平均生热功率口￥计算如下式：
设所述电池在充电倍率U下充电至截止电压的放电时间为，则电池在该充电工况下 的平均生热功率Pu计算如下式：
其中，0_是电池外表面与空气自然对流换热量Qsmf、上表面与空气自然对流换热量Qup 之和，QMd是电池表面对外界的辐射换热量，Qst。是电池自身存储的热量； 计算出所述电池在不同放电倍率和/或充电倍率下的平均生热功率。
3. 根据权利要求1所述的测量变电流工况下电池的生热功率的方法，其特征在于，所 述的根据所述不同倍率下充电和/或放电的生热功率对应的电流值，通过曲线拟合生成所 述电池的充电和/或放电的生热功率与电流值之间的关系式，包括： 根据所述电池在不同充电倍率下的温升数据，得到不同充电倍率下的各个平均生热功 率对应的电流值，将生热功率作为纵坐标，将电流值作为横坐标，在所述纵坐标和横坐标构 成的坐标系中标注多个点，每个点分别对应一个充电倍率下的平均生热功率和平均生热功 率对应的电流值，根据所述多个点通过曲线拟合生成所述电池在充电工况下生热功率与充 电电流值之间的关系式； 和/或， 根据所述电池在不同放电倍率下的温升数据，得到不同放电倍率下的各个平均生热功 率对应的电流值，将生热功率作为纵坐标，将电流值作为横坐标，在所述纵坐标和横坐标构 成的坐标系中标注多个点，每个点分别对应一个放电倍率下的平均生热功率和平均生热功 率对应的电流值，根据所述多个点通过曲线拟合算法生成所述电池在放电工况下生热功率 与放电电流值之间的关系式。
4. 根据权利要求3所述的测量变电流工况下电池的生热功率的方法，其特征在于，所 述的方法还包括： 根据所述电池在实际放电工况下的实际放电电流值对应的放电时间点，以及所述电池 在放电工况下生热功率与放电电流值之间的关系式，得到所述电池在所述实际放电工况下 生热功率与放电时间之间的关系式； 和/或， 根据所述电池在实际充电工况下的实际充电电流值对应的充电时间点，以及所述电池 在充电工况下生热功率与充电电流值之间的关系式，得到所述电池在所述实际充电工况下 生热功率与充电时间之间的关系式。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的测量变电流工况下电池的生热功率的方法，其特 征在于，所述的方法还包括： 将所述电池在实际放电工况下的实际放电电流，代入所述电池在放电工况下生热功率 与放电电流值的关系式，计算得到所述实际放电工况下的实际放电电流对应的生热功率； 和/或， 将所述电池在实际充电工况下的实际充电电流，代入所述电池在充电工况下生热功 率与放电电流值的关系曲线，计算得到所述实际充电工况下的实际充电电流对应的生热功 率。
6. -种测量变电流工况下电池的生热功率的装置，其特征在于，包括： 不同倍率温升数据测量模块，用于测量电池在不同倍率下的充电和/或放电的温升数 据； 不同倍率生热功率计算模块，用于根据所述不同倍率温升数据测量模块得到的温升数 据计算出所述电池在不同倍率下充电和/或放电的生热功率； 生热功率与电流值关系式获取模块，用于根据所述不同倍率生热功率计算模块得到的 不同倍率下充电和/或放电的生热功率对应的电流值，通过曲线拟合生成所述电池的充电 和/或放电的生热功率与电流值之间的关系式。
7. 根据权利要求6所述的测量变电流工况下电池的生热功率的装置，其特征在于： 所述的不同倍率温升数据测量模块，用于测量电池在自然环境下不同倍率下的充电和 /或放电的温升数据； 所述的不同倍率生热功率计算模块，用于设所述电池在放电倍率V下放电至截止电压 的放电时间为tv，则电池在该放电工况下的平均生热功率Pv计算如下式：
设所述电池在充电倍率U下充电至截止电压的放电时间为，则电池在该充电工况下 的平均生热功率Pu计算如下式：
其中，0_是电池外表面与空气自然对流换热量Qsmf、上表面与空气自然对流换热量Qup 之和，QMd是电池表面对外界的辐射换热量，Qst。是电池自身存储的热量； 计算出所述电池在不同放电倍率和/或充电倍率下的平均生热功率。
8. 根据权利要求7所述的测量变电流工况下电池的生热功率的装置，其特征在于： 所述的生热功率与电流值关系式获取模块，用于根据所述电池在不同充电倍率下的温 升数据，得到不同充电倍率下的各个平均生热功率对应的电流值，将生热功率作为纵坐标， 将电流值作为横坐标，在所述纵坐标和横坐标构成的坐标系中标注多个点，每个点分别对 应一个充电倍率下的平均生热功率和平均生热功率对应的电流值，根据所述多个点通过曲 线拟合生成所述电池在充电工况下生热功率与充电电流值之间的关系式； 和/或， 根据所述电池在不同放电倍率下的温升数据，得到不同放电倍率下的各个平均生热功 率对应的电流值，将生热功率作为纵坐标，将电流值作为横坐标，在所述纵坐标和横坐标构 成的坐标系中标注多个点，每个点分别对应一个放电倍率下的平均生热功率和平均生热功 率对应的电流值，根据所述多个点通过曲线拟合算法生成所述电池在放电工况下生热功率 与放电电流值之间的关系式。
9. 根据权利要求8所述的测量变电流工况下电池的生热功率的装置，其特征在于，所 述的装置还包括： 生热功率与时间关系式获取模块，用于根据所述电池在实际放电工况下的实际放电 电流值对应的放电时间点，以及所述电池在放电工况下生热功率与放电电流值之间的关系 式，得到所述电池在所述实际放电工况下生热功率与放电时间之间的关系式； 和/或， 根据所述电池在实际充电工况下的实际充电电流值对应的充电时间点，以及所述电池 在充电工况下生热功率与充电电流值之间的关系式，得到所述电池在所述实际充电工况下 生热功率与充电时间之间的关系式。
10. 根据权利要求6至9任一项所述的测量变电流工况下电池的生热功率的装置，其特 征在于，所述的装置还包括： 实际工况生热功率计算模块，用于将所述电池在实际放电工况下的实际放电电流，代 入所述电池在放电工况下生热功率与放电电流值的关系式，计算得到所述实际放电工况下 的实际放电电流对应的生热功率； 和/或， 将所述电池在实际充电工况下的实际充电电流，代入所述电池在充电工况下生热功 率与放电电流值的关系曲线，计算得到所述实际充电工况下的实际充电电流对应的生热功 率。
【专利摘要】本发明实施例提供了一种测量变电流工况下电池的生热功率的方法和装置。所述方法包括：测量电池在不同倍率下的充电和/或放电的温升数据，根据充电和/或放电的温升数据计算出电池在不同倍率下充电和/或放电的生热功率；根据不同倍率下充电和/或放电的生热功率对应的电流值，通过曲线拟合生成电池的充电和/或放电的生热功率与电流值之间的关系式。本发明实施例实现了只需要进行简单的电池在固定倍率下的温升数据测试，根据测试结果进行理论计算就可以得到电池在变化的工作电流工况下，生热功率与电流和时间之间的关系式，测试设备简单，便于实施，成本低，提供了一种有效地测量变电流工况下充电、放电过程中电池的生热功率的方案。
【IPC分类】G01R31-36, G06F19-00
【公开号】CN104569836
【申请号】CN201410784794
【发明人】翟文波
【申请人】北京新能源汽车股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月16日