[发明专利]一种动力电池组安全性的评价方法

说明书

技术领域

本申请涉及动力电池安全性的评价方法，属于动力电池检测技术领域。

背景技术

电动道路车辆(包括电动汽车、电动摩托车等)的研究与发展，被认为是当前解决世界能源危机和全球环境污染的最现实、最有效的途径之一。而作为电动道路车辆用的电池是制约其发展的关键零部件之一。

电动道路车辆用电池通常需要将多个容量小、电压低的单体电池通过并/串联的方式组合成容量高、电压高的电池组。但是由于各单体电池的一致性差别，电池组经过一定的充放电循环之后性能会有不同程度的下降，表现为容量衰减率的加大和电池组内单体电池一致性差别变大，并且在使用过程中各单体电池的温度变化和温升速率各不相同，更加加大了电池组中各单体电池的不一致性，降低了电池组的整体性能，严重时甚至会产生一系列安全隐患例如爆炸、泄露等，影响电动车辆的行驶安全。

目前，单体电池一致性的评价方法是：检测单体电池的容量差、交流内阻差、初始电压差进行配组筛选，还有人提出一些观测电池充放电曲线的方法来评价电池的特征。

但是，上述方法均没有考虑电池在使用过程中温度的变化，因此无法很好的评价电池组在使用过程中的安全性。

因此，为了更好的评价由于各单体电池不一致性导致的电池组的安全性，须研发出一种依据各单体电池的温度及温升速率的变化情况评价电池组安全性的评价方法，以快速、便捷的实现对电池组安全性及临界安全性进行判断，并依据判断结果采取相应的措施，从而提高电池组的安全性及使用寿命。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种动力电池组安全性的评价方法，其包括设定电池组的危害程度和设定危害发生频度。

其中，其步骤可以具体为：

1、设定电池组事故的危害程度

室温下，设定电池组发生由于温度过高和/或温升过快引发事故的具体危害程度，按严重程度由高到低设定为五个程度：无伤、轻微、临界、严重以及致命；

2、设定发生频度；按发生频度由高到低设定为六个程度：频发、经常发生、偶发、不易发生、基本不可能以及不予考虑；

3、建立电池组安全性的R-Map图

根据步骤1和步骤2，对电池进行多次充放电，在充放电过程中利用热电耦获得电池的温度实验数据，以次来建立电池组安全性的R-Map图；在该图中将接受程度划分为三个大区，A区、B区和C区；其中，

A区表示表示不能接受的区域，即电池组应立即停止使用，并采取相应措施降低其风险，以提高其安全性；其中，A3不能接受的程度>A2不能接受的程度>A1不能接受的程度；

B区表示合理可行的最低限度区，其包括B区B1，B2和B3三个区；其中，B3的合理可行的最低限度区<B2的合理可行的最低限度区<B1的合理可行的最低限度区；

C区表示表示安全区域，即电池组是安全的。

本发明的优点在于：可以依据各单体电池的温升速率和最高温度对动力电池组充放电过程中的安全性及临界安全性(合理可行的最低限度区)进行评价，并根据判断结果采取相应的措施，在合理可行的情况下尽可能的降低其风险，从而在保证电池组长期具有较高的安全性，提高了锂离子电池组的质量，节约了消费者更换电池的成本。

具体实施方式：

以下结合具体实验装置来对本发明的方法步骤进行说明

试验仪器：综合电池测试仪(MACCOR 3400)和数据采集器(型号FLUKE2620)。

试验样品为：包含有96块单体电池的电池组，其中各单体电池，额定电压3.7V，标称容量10Ah；外形尺寸(长×宽×高)为：133mm×66mm×18mm；电池的正极活性材料为LiMn₂O₄，负极活性材料为石墨，电解液的主要成分为LiPF₆、EC(碳酸乙烯酯)和DMC(碳酸二甲酯)，隔膜为celgard2325。

实验方法：在20℃士2℃的试验环境下，将布好温度采集点的待检测电池放在平面上(热电偶布置在正极附近)，采用综合电池测试仪对电池组进行20次充放电循环，每30秒采集一次温度数据，并计算温升速率。

动力电池安全性的评价方法步骤如下：

1、电池组事故的危害程度的设定

室温时，电池组发生由于温度过高或温升过快引发事故的具体危害程度的设定，如表1所示。

表1 危害程度