锂电池测定的方法、装置、车辆及介质转让专利
申请号 : CN201910935532.7
文献号 : CN112578294B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 张国恒 , 何立新 , 徐广东 , 吕明海
申请人 : 比亚迪股份有限公司 , 深圳市比亚迪锂电池有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种锂电池容量测定方法,其特征在于,包括:确定锂电池电极的材料体系;
根据所述材料体系获得所述锂电池的充放电特征容量‑开路电压数据库;
采集所述锂电池的静态电压值;
根据所述锂电池的状态控制所述锂电池充放电;
获得所述锂电池充放电后的容量变化值;
根据所述静态电压值和所述容量变化值查询所述充放电特征容量‑开路电压数据库,以获得所述锂电池的容量。
2.根据权利要求1所述的锂电池容量测定方法,其特征在于,根据所述锂电池的状态控制所述锂电池充放电,包括:
判断所述静态电压值是否小于开路电压阈值;
当所述静态电压值小于所述开路电压阈值时,控制所述锂电池放电,直至所述锂电池电压达到截止电压。
3.根据权利要求2所述的锂电池容量测定方法,其特征在于,根据所述锂电池的状态控制所述锂电池充放电,还包括:当所述静态电压值大于等于所述开路电压阈值时,控制所述锂电池充电,直至所述锂电池电量超过电量阈值。
4.根据权利要求1所述的锂电池容量测定方法,其特征在于,所述材料体系包括磷酸铁锂,磷酸铁锂电池设置有充放电平台电压,根据所述锂电池的状态控制所述锂电池充放电,包括:
判断所述锂电池当前状态的前一状态是否为第一状态,其中,所述第一状态为放电至截止电压后再充电到所述充放电平台电压;
当所述锂电池当前状态的前一状态为所述第一状态时,控制所述锂电池充电,直至所述锂电池电量超过电量阈值。
5.根据权利要求4所述的锂电池容量测定方法,其特征在于,根据所述锂电池的状态控制所述锂电池充放电,还包括:确定所述锂电池当前状态的前一状态为第二状态,其中,所述第二状态为充电至电量超过所述电量阈值后再放电至所述充放电平台电压;
判断所述静态电压是否大于等于预设电压阈值;
当所述静态电压大于等于所述预设电压阈值时,控制所述锂电池放电,直至所述锂电池电压达到截止电压。
6.根据权利要求5所述的锂电池容量测定方法,其特征在于,所述锂电池容量测定方法,还包括:
当所述静态电压小于所述预设电压阈值时,控制所述锂电池充电,直至所述锂电池电量超过所述电量阈值,以及,控制所述锂电池放电至截止电压;
获得所述锂电池的放电容量,以作为所述锂电池容量。
7.根据权利要求1‑6任一项所述的锂电池容量测定方法,其特征在于,多个串联连接的所述锂电池组成电池模组,所述锂电池容量测定方法还包括:获得所述电池模组中每个所述锂电池的容量值;
确定多个所述锂电池的容量值中的最小容量值作为所述电池模组的容量。
8.一种非临时性计算机存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1‑7任一项所述的锂电池容量测定方法。
9.一种锂电池测定装置,其特征在于,包括:至少一个处理器;以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行时,使所述至少一个处理器执行权利要求1‑7任一项所述的锂电池容量测定方法。
10.一种车辆,其特征在于,包括锂电池和如权利要求9所述的锂电池测定装置。
说明书 :
锂电池测定的方法、装置、车辆及介质
技术领域
背景技术
池必须经过充满电和完全放空才能获取电池本身容量值。这导致锂电池容量的测定耗费时
间长,尤其是采用低倍率小电流充放电时,放电过程通过电阻消耗能量,造成能量损失以及
需要兼顾解决产热问题,尤其对于退役电池进行梯次利用时,需要以较低的成本快速的获
取电池容量,采用目前常规方法严重制约产能及效益的提升。
发明内容
靠。
库;采集所述锂电池的静态电压值;根据所述锂电池的状态控制所述锂电池充放电;获得所
述锂电池充放电后的容量变化值;根据所述静态电压值和所述容量变化值查询所述充放电
特征容量‑开路电压数据库,以获得所述锂电池的容量。
通过锂电池的静态电压值和充放电的容量变化值与电特征容量‑开路电压数据库中的电池
容量值作对比,可以查询到最接近的电池容量值,以此来作为待测锂电池的电池容量值,使
测量的结果更加精确,同时,该方法不需要进行完整的充放电过程即可更快速获取待测电
池容量,可以节省工时,提升效率。
池放电,直至所述锂电池电压达到截止电压。
阈值。
一状态是否为第一状态,其中,所述第一状态为放电至截止电压后再充电到所述充放电平
台电压;当所述锂电池当前状态的前一状态为所述第一状态时,控制所述锂电池充电,直至
所述锂电池电量超过电量阈值。
后再放电至所述充放电平台电压;判断所述静态电压是否大于等于预设电压阈值;当所述
静态电压大于等于所述预设电压阈值时,控制所述锂电池放电,直至所述锂电池电压达到
截止电压。
所述锂电池放电至截止电压;获得所述锂电池的放电容量,以作为所述锂电池容量。
量值中的最小容量值作为所述电池模组的容量。
述指令被所述至少一个处理器执行时,使所述至少一个处理器执行上面实施例的锂电池容
量测定方法。
驶进程,能有效减少或避免因过度行驶对电池造成损耗,延长电池使用寿命。
附图说明
具体实施方式
在以下的技术描述中,为方便解释起见,通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。
然而,在没有这些细节的情况下,一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下,为简化
附图,熟知的结构和装置可以简化展示。
包括步骤S1、S2、S3、S3、S4、S5和S6,下面对每个步骤过程进行说明。
池,本发明实施例的容量测定方法都可以适用。
定时间,采集该梯次电池的静态电压值,并根据该梯次电池的状态控制该梯次电池充放电,
其中,梯次电池电极的材料体系不同,控制梯次电池充放电的过程有所差异,下面有详细说
明。在控制梯次电池充放电完成后,获得梯次电池充放电后的容量变化值,根据静态电压值
和容量变化值查询梯次电池的充放电特征容量‑开路电压数据库,以获得该梯次电池的容
量。
通过锂电池的静态电压值和充放电的容量变化值与电特征容量‑开路电压数据库中的电池
容量值作对比,可以查询到最接近的电池容量值,以此来作为待测锂电池的电池容量值,使
测量的结果更加精确,同时,该方法不需要进行完整的充放电过程即可更快速获取待测电
池容量,可以节省工时,提升效率。尤其对于梯次电池来说,更加精确地测定其电池容量值,
可以为电池梯次利用提供数据支持。
锂—石墨锂电池等电极材料,建立电池充放电特征容量‑开路电压数据库的方式基本相同,
下面以磷酸铁锂—石墨锂电池为例,说明特征容量‑开路电压数据库的建立过程。
然后从SOC值为0%的状态以恒定电流充入固定的电池容量,再静置3.5h~6,之后采集电池
的静态电压,再次充入固定的电池容量,再静置3.5h~6h,如此多次循环至电池充满电为
止;根据获得的静态电压值及每一个静态电压节点所对应的电池容量变化差值△Q,即可获
得该类材料体系的不同电池容量值的充电过程特征容量—梯度的特征容量‑开路电压数据
库,其中,△Q值等于电池总容量减去已充入的电池容量值。同样采取类似的方法,从SOC值
为100%的状态开始,每次释放固定的电池容量,然后静置足够长时间后采集静态电压,如
此多次循环至电池容量全部放空,即可获取放电过程的特征容量—开路电压数据库。
明测量电池容量的具体过程。
SOC值小于50%,则对电池进行放电至截止电压,并获取释放的电池容量△Q,在放电过程特
征容量‑开路电压数据库中查找与Vx和△Q对应的最接近或者相同的数据对,以确定该数据
对所关联的电池标称容量,即为待测电池容量。如果静态电压Vx的SOC值大于50%,则将待
测电池充电至满电状态,并获取充入的电量值△Q,在充电过程特征容量‑开路电压数据库
中查找与Vx和△Q对应的最接近或者相同的数据对,以确定该数据对所关联的电池标称容
量,即为待测电池容量。
元电池的Q‑OCV特征曲线,其中,曲线①代表Cell1,曲线②代表Cell2,在同样的静态电压Vx
值下,距离Cell1、Cell2满电时的电池容量变化差值△Q1与△Q2不同,若待测电池采集到的
静态电压值为Vx,充满电时采集到的电池容量变化值为△Q1,那么就可以判断该待测电池
的容量即为特征容量—开路电压数据库中曲线①所对应的电池容量。图4为三元电池放电
过程Q‑OCV特征曲线图,如图4所示,与充电过程测量的原理相同,获取到待测电池静态电压
值Vx后,释放电池容量SOC值至0%,进而对比数据库中特性V‑△Q来获取待测电池容量。
步骤S42,否则,进入步骤S43。
平台区域,则对待测电池进行充电至满电状态,并获取充入电量值△Q,在充电过程特征容
量‑开路电压数据库中查找与Vx和△Q对应的最接近或者相同的数据对,以确定该数据对所
关联的电池标称容量,即为待测电池容量。如果电池前一状态为充满电后放电至电压平台
区域,则需要判断静态电压Vx是否大于电量阈值例如3.258V,若是,则对电池进行放电至截
止电压,并获取放出容量△Q,与数据库中所关联的电池标称容量,即为待测电池容量;若
否,则需要对电池充满电后并放空,以此放电容量作为该电池容量。
材料体系下不同电池容量的电池Cell1、Cell2、Cell3和Cell4的特征容量—开路电压曲线,
其中,Vx是采集到的电池静态电压值,△Q是电池充满电时的容量减去起始状态时Vx处对应
的电池容量的差值。根据图6可知,从任一当前带电量所对应的静态电压Vx开始,距离充满
电时电池容量终点的变化差值△Q是唯一且稳定的,即同一静态电压Vx下,到达电池充满电
状态时,不同电池的电池容量变化差值△Q不同,因此,可以通过Vx‑△Q数据对特性参数进
行电池容量的快速测定。通过实验发现,针对Q‑OCV曲线的不同位置的电池静态电压Vx值的
测试耗时不同,可节约工时1~2h不等。
△Q,在充电过程特征容量‑开路电压数据库中查找与Vx和△Q对应的最接近或者相同的数
据对,以确定该数据对所关联的电池标称容量,即为待测电池容量。可以看出,利用充电过
程数据,采用该方案预判梯级电池容量精度高达99.98%,具有非常高的工程应用价值,并
且节约工时及人力、设备资源,对生产效益提升巨大。
里要求静态电压大于预设电压阈值V0是因为磷酸铁锂电池衰减至不同程度时,放电过程的
特征容量—开路电压数据曲线出现分化,在小于预设电压阈值V0的情况下,特性V‑△Q数据
对不能准确分辨出不同电池容量的电池,因而会出现较大的误差。
路电压数据库中查找与Vx和△Q对应的最接近或者相同的数据对,以确定该数据对所关联
的电池标称容量,即为待测电池容量。可以看出,利用放电过程数据,采用该方案预判梯级
电池容量精度达99.17%,满足实际生产要求,具有非常高的工程应用价值,节约工时及人
力、设备资源,对生产效益提升巨大。
的,例如图10中,首测数据曲线与复测数据曲线是重合的。
可实现高精度容量测定,工业应用价值高。
面实施例。针对不同的锂电池体系采用不同的方式测定其电池容量,利用电池充放电的方
式获得电池的静态电压和电池容量变化量,以此来与已经建立好的特征容量‑开路电压数
据库中的数据作对比,将特征容量‑开路电压数据库中最接近或者相同的电池容量作为待
测电池的电池容量,相较于现有技术而言精确度更高,同时,该方法不需要完全的充放电即
可得到待测电池容量,节省了工时、人力和设备资源,提高了工作效率,并且通过上面实施
例的实验数据可以证明实施例中特征曲线的稳定及重现性,所测精度能满足工业生产应用
要求,具有非常高的工程应用价值,对生产效益提升巨大。
处理器(processor)10和与至少一个处理器(processor)10通信连接的存储器(memory)20;
其中,存储器(memory)20存储有可被该至少一个处理器(processor)10执行的指令,指令被
至少一个处理器(processor)10执行时,使至少一个处理器10(processor)执行上面实施例
的锂电池容量测定的方法。
Interface)40。其中,处理器10、存储器20、通信接口40可以通过总线30完成相互间的通信。
通信接口40可以用于信息传输。处理器10可以调用存储器20中的逻辑指令,以执行上述实
施例的锂电池容量测定的方法。
的软件程序、指令以及模块,从而执行功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例中的
锂电池容量测定的方法。
外,存储器20可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器。
行实时监控,合理控制车辆的行驶进程,能有效减少或避免因过度行驶对电池造成损耗,延
长电池使用寿命。
构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
发明的范围由权利要求及其等同物限定。