測量變電流工況下電池的生熱功率的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及動力電池技術領域，尤其涉及一種測量變電流工況下電池的生熱功率 的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著新能源行業對裡電池組的性能和循環壽命要求越來越高，裡電池組的熱管理 方案受到越來越多的重視，而熱管理方案又需要依據離子電池的發熱量進行設計。目前裡 電池的發熱量多數W溫升曲線進行描述，該種方法得到的是溫度差值，不能得到具體的生 熱功率和熱量。
[0003] 目前，現有技術普遍通過加速量熱儀對裡電池的發熱量進行測試，但測試設備和 費用昂貴，多數企業不具備相應的財力。并且多數情況下測試得到的是裡電池在恒流充電 或者放電的溫升曲線，該與裡電池在實際工作狀態下變化的電流、充放電交替進行的工況 不相符。
[0004] 因此，開發一種有效地測量變電流工況下電池的生熱功率的方案是一個亟待解決 的問題。

【發明內容】

[0005] 本發明的實施例提供了一種測量變電流工況下電池的生熱功率的方法和裝置，W 實現有效地測量變電流工況下電池的生熱功率。
[0006] 根據本發明的一個方面，提供了一種測量變電流工況下電池的生熱功率的方法， 包括：
[0007] 測量電池在不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據，根據所述充電和/或放電 的溫升數據計算出所述電池在不同倍率下充電和/或放電的生熱功率；
[0008] 根據所述不同倍率下充電和/或放電的生熱功率對應的電流值，通過曲線擬合生 成所述電池的充電和/或放電的生熱功率與電流值之間的關系式。
[0009] 優選地，所述的測量電池在不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據，根據所述 充電和/或放電的溫升數據計算出所述電池在不同倍率下充電和/或放電的生熱功率，包 括：
[0010] 測量電池在自然環境下不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據；
[0011] 設所述電池在放電倍率V下放電至截止電壓的放電時間為ty，則電池在該放電工 況下的平均生熱功率Py計算如下式：
[0012]
【主權項】
1. 一種測量變電流工況下電池的生熱功率的方法，其特征在于，包括： 測量電池在不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據，根據所述充電和/或放電的溫 升數據計算出所述電池在不同倍率下充電和/或放電的生熱功率； 根據所述不同倍率下充電和/或放電的生熱功率對應的電流值，通過曲線擬合生成所 述電池的充電和/或放電的生熱功率與電流值之間的關系式。
2. 根據權利要求1所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的方法，其特征在于，所 述的測量電池在不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據，根據所述充電和/或放電的溫 升數據計算出所述電池在不同倍率下充電和/或放電的生熱功率，包括： 測量電池在自然環境下不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據； 設所述電池在放電倍率V下放電至截止電壓的放電時間為tv，則電池在該放電工況下 的平均生熱功率口￥計算如下式：
設所述電池在充電倍率U下充電至截止電壓的放電時間為，則電池在該充電工況下 的平均生熱功率Pu計算如下式：
其中，0_是電池外表面與空氣自然對流換熱量Qsmf、上表面與空氣自然對流換熱量Qup 之和，QMd是電池表面對外界的輻射換熱量，Qst。是電池自身存儲的熱量； 計算出所述電池在不同放電倍率和/或充電倍率下的平均生熱功率。
3. 根據權利要求1所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的方法，其特征在于，所 述的根據所述不同倍率下充電和/或放電的生熱功率對應的電流值，通過曲線擬合生成所 述電池的充電和/或放電的生熱功率與電流值之間的關系式，包括： 根據所述電池在不同充電倍率下的溫升數據，得到不同充電倍率下的各個平均生熱功 率對應的電流值，將生熱功率作為縱坐標，將電流值作為橫坐標，在所述縱坐標和橫坐標構 成的坐標系中標注多個點，每個點分別對應一個充電倍率下的平均生熱功率和平均生熱功 率對應的電流值，根據所述多個點通過曲線擬合生成所述電池在充電工況下生熱功率與充 電電流值之間的關系式； 和/或， 根據所述電池在不同放電倍率下的溫升數據，得到不同放電倍率下的各個平均生熱功 率對應的電流值，將生熱功率作為縱坐標，將電流值作為橫坐標，在所述縱坐標和橫坐標構 成的坐標系中標注多個點，每個點分別對應一個放電倍率下的平均生熱功率和平均生熱功 率對應的電流值，根據所述多個點通過曲線擬合算法生成所述電池在放電工況下生熱功率 與放電電流值之間的關系式。
4. 根據權利要求3所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的方法，其特征在于，所 述的方法還包括： 根據所述電池在實際放電工況下的實際放電電流值對應的放電時間點，以及所述電池 在放電工況下生熱功率與放電電流值之間的關系式，得到所述電池在所述實際放電工況下 生熱功率與放電時間之間的關系式； 和/或， 根據所述電池在實際充電工況下的實際充電電流值對應的充電時間點，以及所述電池 在充電工況下生熱功率與充電電流值之間的關系式，得到所述電池在所述實際充電工況下 生熱功率與充電時間之間的關系式。
5. 根據權利要求1至4任一項所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的方法，其特 征在于，所述的方法還包括： 將所述電池在實際放電工況下的實際放電電流，代入所述電池在放電工況下生熱功率 與放電電流值的關系式，計算得到所述實際放電工況下的實際放電電流對應的生熱功率； 和/或， 將所述電池在實際充電工況下的實際充電電流，代入所述電池在充電工況下生熱功 率與放電電流值的關系曲線，計算得到所述實際充電工況下的實際充電電流對應的生熱功 率。
6. -種測量變電流工況下電池的生熱功率的裝置，其特征在于，包括： 不同倍率溫升數據測量模塊，用于測量電池在不同倍率下的充電和/或放電的溫升數 據； 不同倍率生熱功率計算模塊，用于根據所述不同倍率溫升數據測量模塊得到的溫升數 據計算出所述電池在不同倍率下充電和/或放電的生熱功率； 生熱功率與電流值關系式獲取模塊，用于根據所述不同倍率生熱功率計算模塊得到的 不同倍率下充電和/或放電的生熱功率對應的電流值，通過曲線擬合生成所述電池的充電 和/或放電的生熱功率與電流值之間的關系式。
7. 根據權利要求6所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的裝置，其特征在于： 所述的不同倍率溫升數據測量模塊，用于測量電池在自然環境下不同倍率下的充電和 /或放電的溫升數據； 所述的不同倍率生熱功率計算模塊，用于設所述電池在放電倍率V下放電至截止電壓 的放電時間為tv，則電池在該放電工況下的平均生熱功率Pv計算如下式：
設所述電池在充電倍率U下充電至截止電壓的放電時間為，則電池在該充電工況下 的平均生熱功率Pu計算如下式：
其中，0_是電池外表面與空氣自然對流換熱量Qsmf、上表面與空氣自然對流換熱量Qup 之和，QMd是電池表面對外界的輻射換熱量，Qst。是電池自身存儲的熱量； 計算出所述電池在不同放電倍率和/或充電倍率下的平均生熱功率。
8. 根據權利要求7所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的裝置，其特征在于： 所述的生熱功率與電流值關系式獲取模塊，用于根據所述電池在不同充電倍率下的溫 升數據，得到不同充電倍率下的各個平均生熱功率對應的電流值，將生熱功率作為縱坐標， 將電流值作為橫坐標，在所述縱坐標和橫坐標構成的坐標系中標注多個點，每個點分別對 應一個充電倍率下的平均生熱功率和平均生熱功率對應的電流值，根據所述多個點通過曲 線擬合生成所述電池在充電工況下生熱功率與充電電流值之間的關系式； 和/或， 根據所述電池在不同放電倍率下的溫升數據，得到不同放電倍率下的各個平均生熱功 率對應的電流值，將生熱功率作為縱坐標，將電流值作為橫坐標，在所述縱坐標和橫坐標構 成的坐標系中標注多個點，每個點分別對應一個放電倍率下的平均生熱功率和平均生熱功 率對應的電流值，根據所述多個點通過曲線擬合算法生成所述電池在放電工況下生熱功率 與放電電流值之間的關系式。
9. 根據權利要求8所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的裝置，其特征在于，所 述的裝置還包括： 生熱功率與時間關系式獲取模塊，用于根據所述電池在實際放電工況下的實際放電 電流值對應的放電時間點，以及所述電池在放電工況下生熱功率與放電電流值之間的關系 式，得到所述電池在所述實際放電工況下生熱功率與放電時間之間的關系式； 和/或， 根據所述電池在實際充電工況下的實際充電電流值對應的充電時間點，以及所述電池 在充電工況下生熱功率與充電電流值之間的關系式，得到所述電池在所述實際充電工況下 生熱功率與充電時間之間的關系式。
10. 根據權利要求6至9任一項所述的測量變電流工況下電池的生熱功率的裝置，其特 征在于，所述的裝置還包括： 實際工況生熱功率計算模塊，用于將所述電池在實際放電工況下的實際放電電流，代 入所述電池在放電工況下生熱功率與放電電流值的關系式，計算得到所述實際放電工況下 的實際放電電流對應的生熱功率； 和/或， 將所述電池在實際充電工況下的實際充電電流，代入所述電池在充電工況下生熱功 率與放電電流值的關系曲線，計算得到所述實際充電工況下的實際充電電流對應的生熱功 率。
【專利摘要】本發明實施例提供了一種測量變電流工況下電池的生熱功率的方法和裝置。所述方法包括：測量電池在不同倍率下的充電和/或放電的溫升數據，根據充電和/或放電的溫升數據計算出電池在不同倍率下充電和/或放電的生熱功率；根據不同倍率下充電和/或放電的生熱功率對應的電流值，通過曲線擬合生成電池的充電和/或放電的生熱功率與電流值之間的關系式。本發明實施例實現了只需要進行簡單的電池在固定倍率下的溫升數據測試，根據測試結果進行理論計算就可以得到電池在變化的工作電流工況下，生熱功率與電流和時間之間的關系式，測試設備簡單，便于實施，成本低，提供了一種有效地測量變電流工況下充電、放電過程中電池的生熱功率的方案。
【IPC分類】G01R31-36, G06F19-00
【公開號】CN104569836
【申請號】CN201410784794
【發明人】翟文波
【申請人】北京新能源汽車股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月16日