[发明专利]一种充放电条件下锂离子电池生热量的估算方法

摘要

本发明公开了一种充放电条件下锂离子电池生热量的估算方法，首先采集待测锂离子电池在电加热和充放电条件下的温度数据；将不同电加热功率下电池的温度数据导入到数据处理软件中，运用微积分热平衡方程(1)和微积分热平衡方程(2)确定锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率与温度的关系方程；将充放电条件下电池的温度数据导入到数据处理软件中，根据微积分热平衡方程(3)得到充电或放电过程中锂离子电池某一时间段内的生热率，再将锂离子电池某一时间段内的生热率导入到数据处理软件中，得到充电或放电生热率与时间的关系曲线以及充电或放电过程总的生热量。本发明以锂离子电池整体为研究对象，能够认识到充放电条件对电池的影响大小。

主权项

一种充放电条件下锂离子电池生热量的估算方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、利用锂离子电池热失控测试分析系统采集不同充电或放电条件下待测锂离子电池的温度数据、以及不同电加热功率下待测锂离子电池的温度数据；(2)、将步骤(1)中不同电加热功率下采集得到的待测锂离子电池的温度数据分别导入到数据处理软件中，运用微积分热平衡方程1处理温度数据，得到某一时间段内的热损失功率，再将该时间段内温度的平均值与热损失功率进行拟合，得出某一电加热功率下锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率与温度的关系方程；以温度为X轴，热损失功率为Y轴，将不同电加热功率下锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率与温度的关系统一到同一坐标轴内；所述的微积分热平衡方程1是：qloss,i(ti+Δt‑ti)＝qin(ti+Δt‑ti)‑cp,cumcu(Ti+Δt‑Ti)‑cp1,batterymbattery1(Ti+Δt‑Ti)；其中，qloss,i是某一时间段ti～ti+Δt内锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率，ti是采集到的第i个温度数据的时间点，ti+△t是采集到的第i+△t个温度数据的时间点，Ti是采集到的第i个温度数据，Ti+Δt是采集到的第i+△t个温度数据，qin是电加热功率，cp,cu是锂离子电池热失控测试分析系统实验装置中铜管的比热，mcu是锂离子电池热失控测试分析系统实验装置中铜管的质量，cp1,battery是锂离子电池热失控测试分析系统实验装置中锂离子电池的比热，mbattery1是锂离子电池热失控测试分析系统实验装置中锂离子电池的质量；再运用微积分热平衡方程2确定锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率与温度的关系方程：微积分热平衡方程2为其中A(T)＝aT4+bT3+cT2+dT+e；使坐标轴内不同电加热功率下热损失功率与温度关系曲线趋于重合，确定系数a、b、c、d、e，对趋于重合的热损失功率与温度关系曲线进行拟合可得到热损失功率关系方程qloss(Ti)；再将得到的热损失功率关系方程qloss(Ti)与相加可得到锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率与温度的关系方程；(3)、将充电或放电条件下待测锂离子电池的温度数据导入到数据处理软件中，根据步骤(2)得到的锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率与温度的关系方程算出某一时间段内待测锂离子电池的热损失功率，将计算出的热损失功率代入到微积分热平衡方程3中，得到充电或放电过程中待测锂离子电池某一时间段内的生热率，再将待测锂离子电池各个时间段内的生热率导入到数据处理软件中，得到充电或放电生热率与时间的关系曲线以及充电或放电过程待测锂离子电池总的生热量；所述的微积分热平衡方程3是：qreaction＝cp,cumcu(Ti+Δt‑Ti)+cp1,batterymbattery1(Ti+Δt‑Ti)+qloss；其中，qreaction是电池充放电过程中的生热率，cp,cu是锂离子电池电加热实验装置中铜管的比热，mcu是锂离子电池电加热实验装置中铜管的质量，cp1,battery是锂离子电池电加热实验装置中锂离子电池的比热，mbattery1是锂离子电池电加热实验装置中锂离子电池的质量，Ti是采集到的第i个温度数据，Ti+Δt是采集到的第i+△t个温度数据，qloss为锂离子电池热失控测试分析系统的热损失功率。