[发明专利]一种采用锯齿波激励的锂动力电池功率特性测试方法、装置和系统

说明书

本发明公开了一种采用锯齿波激励的锂动力电池功率特性测试方法、装置及系统，属于电池测试技术领域。本发明针对现有电池功率特性测试方法存在结果偏差较大的问题。本发明包括放电步骤，使待测电池以持续减小的脉冲电流放电；静置步骤，使待测电池静置；充电步骤，使待测电池以持续增大的脉冲电流充电，充电步骤的脉冲电流为放电步骤中的脉冲电流的倒序；功率特性计算步骤，计算相同电流的放电情况和充电情况时的端电压差的变化量，并求所有所述变化量的平方的和，对所述平方的和开平方得到功率特性的值。本发明兼顾了中低倍率及高倍率充电或放电电流下的电压响应特性，提高了功率特性测试的准确性。

技术领域

本发明涉及动力电池领域，特别是涉及一种采用锯齿波激励的锂动力电池功率特性测试方法、装置和系统。

背景技术

随着全球市场电动汽车商品化步伐的日益加快，对高功率和高能量动力电池需求迅速增加，对电池的性能要求越来越高。动力电池在使用一段时间后，动力性能都会发生劣化，因此动力电池的功率特性测试和评估就显得非常重要了。为保证电池基本性能水平、获得电池基本数据，相关的测试方法必不可少。

目前，在电动汽车、电动工具等领域动力电池的应用都是多个电池构成电池系统进行工作。电池系统由多个电池模块组成，电池模块又由多个电池单体组成。因此电池的一致性是描述动力电池系统性能的重要参数。

根据动力电池的电化学工作原理，当有不同的信号输入时，电池作为一种电化学体系，电池内部会产生电化学反应，反应的特征代表了电池的特性。可以在在很大程度上反映电池内部的多种特性参数，包括电池材料构成、电池的容量、功率特性、内阻、电池健康状态等。以不同的信号电流对电池进行激励，根据测量的电池电压的响应参数，分析计算所需要的动力电池性能参数。分析计算的方法可以采用自动控制领域的微分、积分、相关分析算法、梯度法等优化算法来确定电池的内部参数，达到测试电池性能的目的。

动力电池的功率特性是评估动力电池性能的重要指标，是描述电池寿命的重要参数，目前，应用广泛的功率特性的测试方法有很多，主流的几种包括：国内使用广泛的对电池进行大倍率的脉冲放电试验、日本的JEVS试验和美国的HPPC试验。采用大倍率的脉冲放电试验，用放电电流乘以放电电压，从而计算电池的功率特性，但该方法不能准确确定采用多大的电流放电才能更客观的反映电池实际功率水平，另外，这种方法可能会出现试验过程与实际应用不符合的情况；采用JEVS法试验，可避免单一电流造成的结果偏差，但没有考虑高倍率充放电电流下电池功率特性变化；采用HPPC试验，兼顾中低倍率和高倍率充放电电流下的电压响应特性，但采用某一电流表征电池功率特性能力会有单一电流造成的结果偏差问题。

由于功率特性测试需要在大电流情况下测试动力电池的功率性能，需要测试动力电池的输出电压，目前的测试方法结果会出现偏差，成为行业长期难以解决的技术难题。

动力电池是一个复杂的电化学系统，在使用一段时间后，都会发生劣化现象，目前电动汽车的国家标准定为5年或20万公里，运行中的动力电池是否能达到标准，质量较好的动力电池是否5年后还能继续使用，这些都是电动汽车行业和动力电池行业急需解决的重大技术问题。本发明为了解决现有技术中存在的问题，采用锯齿波激励测试锂动力电池的功率特性，为动力电池的梯次利用和回收拆解提供科学的测试数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种采用锯齿波激励的锂动力电池功率特性测试方法、装置和系统，应用于各种电池的梯次利用过程中功率特性测试评估，为动力电池的分选提供了有效依据，提高了电池的使用寿命，保证电池具有良好的一致性。

本发明第一方面提供了一种采用锯齿波激励的锂动力电池功率特性测试方法，具体包括：

放电步骤，使待测电池以持续减小的脉冲电流放电，每个放电脉冲电流持续一定放电时间；

静置步骤，使待测电池静置；