[发明专利]一种电池加速寿命测试方法

说明书

一种电池加速寿命测试方法，基于电池的动态特性测试、温度特性测试，选取环境温度、充电电流、放电电流等作为加速应力，分别对电池在不同加速应力下进行寿命试验，以获得一定数量和质量的电池实验数据，为电池模型参数辨识和状态估计提供基础数据。

技术领域

本发明涉及一种电池加速寿命测试方法。

背景技术

电池的电化学反应过程呈现出高度的非线性特性，为了有效地获得电池在不同工况和不同环境下的各种关键特性，合理地设计电池的测试方法就显得尤为重要。电池寿命一方面与常规机械元件、电子元件和复杂机电装备的寿命及失效机理存在相似之处，另一方面电池的电化学和材料学特性又决定其寿命问题具有特殊性。开展电池寿命测试及预测工作主要须考虑以下两方面问题：1.电池寿命测试受到的影响因素较多隔膜的微小短路、电池过充过放、过流和过热均会严重影响电池的寿命，并且任何滥用情况的出现都会造成电池容量快速下降甚至直接失效。通过电池管理系统可以避免电池在上述的滥用条件下运行，但是即使电池运行在正常的使用条件下，常规的电池寿命测试条件对电池的衰退仍然有较大影响。2.电池寿命的测试周期较长随着电池体系从钴酸锂(约500次循环)、锰酸锂(约600次循环)、三元锂电池(1200次循环)到磷酸铁锂(1500～5000次循环)的不断发展，电池寿命测试的周期也不断增长，使预测电池循环寿命的测试时间成本显著增加，因此研究提升电池寿命试验测试效率的方法具有实际意义。

在实验室环境中，通常采用恒定电流充电、恒定电流放电、或符合一定规律的矩形充放电脉冲组合来对电池的进行寿命测试。上述测试方法的主要作用在于区分电池的稳态和瞬态充放电工作过程。然而，在实际的行驶工况中，动力电池并非单一地工作在稳态或瞬态充放电过程，实际的工作状态更多的是稳态和瞬态充放电的组合。

发明内容

本发明的目的是克服现有电池寿命测试复杂、测试时间长的缺点，提出电池加速寿命测试方法。本发明基于电池的动态特性测试、温度特性测试设计了电池加速寿命测试方法，以获得一定数量和质量的电池实验数据，作为电池在实际工况下的动态特性和寿命特性分析的基础数据，为电池模型参数辨识和状态估计提供数据支撑。

所述的电池加速寿命测试方法，选取环境温度、充电电流、放电电流等作为加速应力，分别对电池在不同加速应力下进行寿命测试。

本发明的电池加速寿命测试方法步骤如下：

(1)为了获取足够的数据样本量，选取4节电池进行加速寿命测试。分别为电池1，电池2，电池3，电池4；

(2)对4节电池进行初始特性测试，包含初始标准容量测试和初始动态特性测试两部分。

初始标准容量测试在常温25℃下进行，测试设备为电池充放电设备。步骤为：首先对电池进行恒流-恒压充电，将电池充满，再对电池进行1C恒流放电，放电到电池截止电压，用以获得电池的初始1C放电容量。

初始动态特性测试在常温25℃下进行，包括快速脉冲功率测试和快速动态工况测试，用以获得电池的初始动态特性及初始电池模型参数；

快速脉冲功率测试是对电池等间隔的剩余容量(SOC)点进行测试，即每10％SOC点做一次测试，首先是10秒的2C倍率的脉冲放电，然后电池静置40秒，再进行10秒1.5C倍率的脉冲充电，最后再静置40秒。

快速动态工况测试方法：首先电池充电到SOC为70％的状态，然后：

①以3C放电倍率放电30秒；

②再以1C充电135秒；

③以1.5C放电120秒；

④以2C充电60秒；

⑤电池静置120秒，进入下一个循环，重复步骤①至步骤⑤，如此往复进行10次。