[发明专利]一种软包电池瞬时生热率的估算方法在审

专利信息
申请号: 201710139672.4 申请日: 2017-03-10
公开(公告)号: CN107024661A 公开(公告)日: 2017-08-08
发明(设计)人: 姜水生;马龙;文华;何志坚;江先念 申请(专利权)人: 南昌大学
主分类号: G01R31/36 分类号: G01R31/36
代理公司: 南昌新天下专利商标代理有限公司36115 代理人: 施秀瑾
地址: 330031 江西省*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 电池 瞬时 生热 估算 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于电池技术领域,涉及到一种软包电池的测试方法。

背景技术

随着动力电池的不断发展,软包电池以其成本低、比能量高等优点受到新能源汽车行业的青睐,而估算软包电池在充放电过程中的生热率的变化对于其进一步研究有重要意义。

目前有关动力电池生热功率的测试主要有:(1)利用绝热加速量热仪测量生热率,该方法花费较高;(2)测量电池的温升,将电池热量分为三部分,分别是电池与空气自然对流换热量、电池与外界辐射换热量以及自身剩余热量,如专利CN104569836A。这些主要得到的是电池在某一放电倍率下或变电流工况下的平均生热率,平均生热率不能表现出电池充/放电过程中生热过程的变化情况,且有的自然对流换热系数和辐射换热系数取值为经验值,在计算结果上可能会存在一定的误差。

因此,开发一种软包电池瞬时生热率的估算方法及装置是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在提供一种软包电池瞬时生热率的估算方法及装置,以有效的估算软包电池在某一倍率充放电过程中的瞬时生热功率。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种软包电池瞬时生热率的估算方法,包括以下步骤:

(1)测量电池在绝热环境中某一充/放电倍率下的每秒温升数据,根据温升数据计算出电池在该倍率工况下的每秒存储生热功率q1

(2)测量电池在绝热环境中某一充/放电倍率结束后的静置温降数据,根据静置温降数据通过对数曲线拟合,得到该环境下自然对流换热系数h;

(3)根据上述拟合得到的自然对流换热系数h,以及在绝热环境中某一充/放电倍率下的每秒温升数据,计算出该环境充/放电过程中对应的每秒自然对流损失功率q2

(4)将上述算出的每秒存储生热功率q1和每秒自然对流损失功率q2,对应相加得到该工况下的每秒生热功率,然后对每秒生热率进行多项式拟合得到瞬时生热率。

进一步的说,本发明步骤(1)所述的测量电池在绝热环境中某一充/放电倍率下的温升数据,根据温升数据计算出电池在该倍率工况下的瞬时存储生热功率q1,包括:

测量电池在绝热环境中某一充/放电倍率下的温升数据;

温升数据计算如下式:

Tave=(T1+T2+T3+T4+T5+T6)/6

其中T1+T2+T3+T4+T5+T6分别为不同布点处热电偶测出的温度,Tave是电池各测点的平均温度。

进一步地,根据电池在绝热环境中某一充/放电倍率下的温升数据,拟合得到电池温度随时间变化的8次多项式,时间为横坐标,温度为纵坐标,即得到温度随时间变化的瞬时温度变化式:

T=f(t)

其中T为电池拟合瞬时温度。

根据上述拟合得到的电池温度随时间变化的8次多项式,对时间求导,得到在绝热环境中该工况下存储生热速率qs公式

qs=cm(dT/Dt)

其中,qs是存储生热速率,c是电池在该恒温箱温度下的比热容,m是电池的质量。

根据上述存储生热率公式,以1秒为间隔,计算出每秒存储生热功率,记为q1

优选地,根据得到电池温度随时间变化的8次多项式T=f(t),计算出从充/放电开始到充/放电结束,每1秒的电池温度,记为电池拟合瞬时温度。

根据电池在绝热环境中某一充/放电倍率结束后的静置温降数据,通过指数曲线拟合,得到该环境下自然对流换热系数h。

根据牛顿冷却公式,算出从充/放电开始到充/放电结束期间每秒自然对流生热率:

q2=hA(T-T0)

其中,A是电池除去两端正负极耳的表面积,T是电池拟合瞬时温度,T0是电池初始温度,即恒温箱温度。

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