[发明专利]一种用于电池产热量的测试和估算方法

说明书

本发明涉及电池产热量测试技术领域，具体公开了一种用于电池产热量的测试和估算方法，包括如下步骤：通过数据记录设备分别记录第一阶段、第二阶段和第三阶段的测试数据；测试数据包括第一温度传感器测量的电池表面温度、第二温度传感器测量的空气温度；负载加载装置对电池充电、放电时的电流、电压，以及SOC过程数据；建立方程，分别将第一阶段、第二阶段和第三阶段的测试数据代入方程中计算温熵系数，再通过温熵系数计算电池产热量。采用本发明的技术方案能准确且方便计算电池的产热量。

技术领域

本发明涉及电池产热量测试技术领域，特别涉及一种用于电池产热量的测试和估算方法。

背景技术

锂离子电池在工作过程中会发热，对使用过程有很大影响，因此在各种含锂离子电池的产品生产设计时，需要关注电池的产热量并进行计算。尤其是电动车行业，电动车的电池包含有上百个电池串并联组成的电池包，如果单个电池的产热量测量误差较大，那么在电池包整体的发热量计算上这种误差就会被放大，可能导致严重后果。因此需要对单个电池的产热量进行较精确的计算。

当前业界广泛采用Bernardi方程计算电池产热量：

式中，E表示平衡电动势(单位V)，U表示电池工作电压(单位V)，I表示工作电流(单位A)，T表示电池热力学温度(单位K)，Q表示产热量(单位W)，dE/dT为温熵系数。

Bernardi方程中，I(E-U)可根据已获取参数后的等效电路以及电池的实际负载(放电电流或者放电功率等)进行计算。而(I*T*dE/dT)难以计算，因为要简单、方便、准确的获得dE/dT值不容易。例如，通过等效电路参数获取过程得到的平衡电动势E随温度和SOC变化的关系，再直接计算出E随温度的变化率dE/dT。但是这种方式算不准，因为E随温度的变化非常小，测试E值时精度往往不够高，轻微的误差会造成dE/dT变化很大。而且，当前使用的这种方法均需要相应的专业设备，流程繁琐，耗时较长。有些时候非电池生产商在使用这些电池进行配套时，可能没有条件、时间做这些测试。

因此，需要一种能准确且方便计算电池产热量的方法。

发明内容

本发明提供了一种用于电池产热量的测试和估算方法，能够准确且方便的计算电池产热量。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种用于电池产热量的测试和估算方法，包括如下步骤：

S101、准备待测电池、负载加载装置、放置箱、数据记录设备、第一温度传感器和第二温度传感器；

S102、将电池表面贴上第一温度传感器，将电池与负载加载装置电连接，然后将电池放入放置箱内；在放置箱外贴上第二温度传感器；第一温度传感器、第二温度传感器均与数据记录设备信号连接；

S103、第一阶段，通过负载加载装置对电池进行充电，使SOC从0％到达第一阈值；第二阶段，当SOC到达第一阈值时，停止充电，使电池静置，直到电池表面温度回落到预设温度值；第三阶段，通过负载加载装置对电池进行放电，使SOC到达第二阈值；

S104、通过数据记录设备和负载加载装载分别记录第一阶段、第二阶段和第三阶段的测试数据；测试数据包括第一温度传感器测量的电池表面温度、第二温度传感器测量的空气温度；电池充电、放电时的电流、电压，以及SOC过程数据；

S201、建立如下方程：

式中，m表示电池的质量，c表示电池平均比热容，T_bat为电池表面温度平均值，T_amb为空气温度平均值，A为箱子与环境空气接触的表面积，h为环境与箱子外表面对流换热系数；