[发明专利]一种电池特征模拟方法及装置

说明书

本发明提供了一种电池特征模拟方法及装置，装置包括与试验电池并联的模拟电阻，测量模拟电阻电流的电流传感器、测量试验电池电压的电压传感器、为电池加热的加热器、测量试验电池温度的电池温度传感器、控制加热器功率的可控功率电源、控制模拟电阻和可控功率电源的可编程控制单元。采用上述装置，电池特征模拟方法通过可编程控制单元、模拟电阻、可控功率电源和控制逻辑的合理配置和控制，可以实现内短路电池热电特性的精确模拟，这种方式不需要对电池内部结构进行改造，可控性和可重复性好，可应用于内短路检测算法开发与验证、电池包结构安全与可靠性测试等工作场景。

技术领域

本发明涉及电池安全技术，更具体的说，是涉及一种电池特征模拟方法及装置。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，车用动力电池的安全性问题日益突出。当电池内部存在生产缺陷、杂质、锂枝晶等情况，或者外部发生挤压、碰撞、刺穿等情况时，电池均有可能发生内短路，进而引发热失控并最终导致电池包起火、爆炸等严重安全事故。

为了尽可能减少电池内短路带来的危害，需要对内短路现象进行深入研究，以了解电池内短路时的热电特征。现有技术中存在一种内短路模拟方法，通过在电池内部引入杂质或内置触发装置的方法引发内短路，进而测量获取相关参数值。但这种方式需要对电池内部结构进行改造，具有不可控且重复性差的缺点，很难在电池包可靠性试验等场合应用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池特征模拟方法及装置，以实现可控性和可重复性好，以及可应用在电池包可靠性试验等场合的电池内短路测试。

一种电池特征模拟装置，包括模拟电阻、电流传感器、电压传感器、电池温度传感器、可控功率电源、加热器和可编程控制单元；

其中，所述模拟电阻和所述电流传感器依次串联在试验电池的正极与负极之间；所述电压传感器的两端分别与所述试验电池的正极与负极连接；所述电池温度传感器贴合设置在所述试验电池的表面；所述加热器贴合设置在所述试验电池的表面；所述可控功率电源与所述加热器连接；所述可编程控制单元分别与所述电流传感器、所述电压传感器、所述电池温度传感器和所述可控功率电源连接；

所述模拟电阻用于模拟所述试验电池的内短路电阻；所述可编程控制单元中存储有能够实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值，根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率，根据所述模拟电阻的实时产热功率控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值的程序。

可选的，所述模拟电阻为可调电阻，所述可调电阻与所述可编程控制单元连接，所述可编程控制单元中还存储有根据所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制所述可调电阻的阻值变化的程序。

可选的，还包括加热器温度传感器，所述加热器温度传感器贴合设置在所述加热器远离所述试验电池的一侧；所述可编程控制单元中还存储有能够实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值，并根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内的程序。

可选的，所述可编程控制单元中还存储有根据产热功率变化规律控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，根据用户选择确定电池特征模拟模式的程序。

可选的，还包括：负载模拟设备，所述负载模拟设备设置在所述试验电池的正极与负极之间。

一种电池特征模拟方法，应用于上述第一种电池特征模拟装置，所述方法包括：

实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值；

根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率；