[发明专利]一种基于温度变化分析的锂离子电池分选方法

说明书

本发明公开了一种基于温度变化分析的锂离子电池分选方法，包含以下步骤：将电池正负极分别与对应接口连接；将电池置入高低温测试箱中，在每个电池外表面布置热电偶，热电偶接到数据采集仪上；设置恒温A；待温度恒定所设温度后保温；对电池进行恒流充电，记录电池充电过程中各热电偶的温度变化情况；待电池充电完成后静置，然后对电池进行放电，记录电池充电过程中各热电偶的温度变化情况；导出、分析数据；将数据与提前设定的阈值进行比较，判断是否符合一致性要求。本发明使用温度作为锂离子电池分选的主要状态依据，工作过程中的电池老化情况、内阻变化情况等都会通过电池工作状态下产热体现出来。

技术领域

本发明涉及电池分选方法，具体为一种基于温度变化分析的锂离子电池分选方法。

背景技术

电池组或电池模块在有能量或者无能量(电能和热能)输入输出的情况下，各单体电池参数(电压、电荷状态、温度、容量及其衰减率、自放电率及其随时间的变化率、充放电效率及其随时间的变化率、内阻及其随时间的变化率等)的相同程度称为电池的一致性。由于电池制造原材料、生产零部件、制作工艺以及使用环境的差别，在组合成电池组时将不可避免地出现单体性能差异，并且参与组合的单体电池数量越多，各单体之间出现差异的可能性就越大。目前，在电动自行车中使用的电池组一般为十几只单体电池的串联组合。在电动汽车应用中，电池单体数量多达几百只甚至几千只，因而各单体电池之间造成不一致性的现象会更加明显。同一批次的单体电池的循环寿命可达几千次，然而当串并联成电池组使用后其寿命只有几百次，这就是典型的不一致性现象。电池组中单体电池的不一致性不仅影响对电池组电荷状态、健康状况等的正确判断，而且还会造成电池组容量衰减和寿命降低，甚至可能引发安全问题。

针对锂离子电池的不一致性问题，目前研究者们提出两种解决思路：(1)第一种是通过电池管理系统(BMS)对电池包中电芯的状态进行监测管理，其中均衡是电池管理中常用的手段，通过均衡系统将对电池的电量和电压等状态参量进行调节，可使同一电池包中的电芯维持在一致性较高的出力状态；(2)第二种是在电芯成组之前通过电压、内阻、容量等参数的测量比对，将参数相近的电池分选成组，提高成组后电池包内电芯的一致性。

第一种方法在应用过程中的缺点主要有：(1)目前仅能依据某一判据对电芯状态进行调节，而不同电芯在某一状态相同时，其余状态可能并不相同，例如以电压作为均衡判据，将同一电池包中的电芯电压调节为某一相同值，此时电芯的电量可能并不相同；(2)仅能通过电压、表观SOC等可测量的外部参量进行调节，而这种外部参量并不能完整反映电芯内部工作状态(如SOH等)。

第二种方法的不足之处主要有：(1)在电池静态情况下对电芯进行检测，对于电池实际运行过程中的动态工况反映不足；(2)电池在储能系统或电动汽车等实际应用中的使用环境较为复杂，电池需要进行串并联以达到一定容量，且工况变化频繁，现有静态分选方法无法应对电池进行大容量成组后复杂系统对电池一致性的要求。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种能够反映电池动态工作过程中内部性能的基于温度变化分析的锂离子电池分选方法。

技术方案：本发明所述的一种基于温度变化分析的锂离子电池分选方法，包含以下步骤：

步骤1，将2～10块72Ah方形磷酸铁锂电池正负极分别与充放电测试仪对应接口连接；

步骤2，将电池置入高低温测试箱中，在每个电池外表面的中心位置布置热电偶，热电偶接到数据采集仪上；

步骤3，将高低温测试箱设置为恒温A，A为-15-45℃中的某一值；

步骤4，待高低温测试箱温度恒定为步骤3所设置的温度后，将电池保温1-5小时；

步骤5，对电池进行恒流充电，充电倍率为0.25-5C，充电过程中通过数据采集仪记录电池充电过程中各热电偶的温度变化情况；