一種電池絕熱溫升速率測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電池絕熱溫升速率測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池被廣泛應(yīng)用于手機、電腦、攝/錄像機、電動工具、電動車輛、后備電源(UPS)、脈沖電源、電網(wǎng)調(diào)峰、起動電源和混合動力車等領(lǐng)域。隨著電池應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，電池安全性問題就越來越突出。測量電池在放電過程中的絕熱溫升情況，能夠判斷電池體系及設(shè)計結(jié)構(gòu)等是否滿足安全性要求。
[0003]目前，電池放電過程的絕熱溫升測試方法一般為:將滿電態(tài)電池置于絕熱量熱儀中開始放電，直至電池放電結(jié)束，以達到檢查電池性能的目的。由于該放電全過程無控制階段，隨著放電的進行，熱量不斷累積，導(dǎo)致電池溫度上升，當(dāng)溫度上升到90°C _120°C溫度后，電池發(fā)生熱失控，導(dǎo)致電池損壞甚至發(fā)生爆炸，不僅測試被迫終止，而且造成因電池測試帶來的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種電池絕熱溫升速率測試過程中電池發(fā)生的熱可控、被測電池不會因熱失控發(fā)生爆炸，測試結(jié)果能夠準確判斷電池體系及設(shè)計結(jié)構(gòu)是否滿足安全性要求的一種電池絕熱溫升速率測試方法。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種電池絕熱溫升速率測試方法，包括:在絕熱量熱儀中測量電池各荷電狀態(tài)下的絕熱溫升速率，以及通過各荷電狀態(tài)溫升速率的匯總，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率，其特點是:包括以下步驟:
[0007](I)將荷電狀態(tài)為100%的電池在絕熱環(huán)境中放電；
[0008](2)根據(jù)電池類型，選取測試停止溫度；
[0009](3)繪制溫升曲線和溫升速率曲線；
[0010](4)根據(jù)溫升曲線判斷熱失控起始點；
[0011](5)根據(jù)熱失控起始點，確定下一階段測試電池荷電狀態(tài)。
[0012](6)當(dāng)電池放電至截止電壓時，若該過程未出現(xiàn)熱失控點，測試結(jié)束；
[0013](7)將上述過程各階段溫升速率曲線放置在同一坐標系中，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率曲線。
[0014]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案:
[0015]所述電池包括鉛酸電池、氫鎳電池、鎘鎳電池、鋅錳電池、鋰離子電池、鋰一次電池坐寸ο
[0016]所述絕熱量熱儀型號為:SYS_999。
[0017]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0018]本發(fā)明通過采用電池階段放電，找出階段熱失控；選取電池起始荷電狀態(tài)、測試終止條件，準確測量電池各階段荷電狀態(tài)下的絕熱溫升，繪制電池溫升與荷電狀態(tài)(SOC)曲線；然后使用origin軟件計算出曲線上每個點的切線斜率，即為溫升速率，并繪制溫升速率與荷電狀態(tài)(SOC)曲線；最后將各階段的溫升速率與荷電狀態(tài)(SOC)曲線放置在同一坐標系中，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率曲線；避免了絕熱環(huán)境下熱量累積導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐那闆r，真實反映了電池在全放電過程中絕熱溫升速率的情況，并避免了電池因熱失控而導(dǎo)致的爆炸，保證了被測電池的安全性。
【附圖說明】
[0019]圖1是通過本發(fā)明一種電池絕熱溫升測試方法測量得到的電池在全放電過程中絕熱溫升速率與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0020]圖2是采用本發(fā)明在電池100%S0C條件下放電到80%S0C測量的溫升與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0021]圖3是采用本發(fā)明在電池100%S0C條件下放電到80%S0C測量的溫升速率與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0022]圖4是采用本發(fā)明在電池80%S0C條件下放電到45%S0C測量的溫升與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0023]圖5是采用本發(fā)明在電池80%S0C條件下放電到45%S0C測量的溫升速率與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0024]圖6是采用本發(fā)明在電池45%S0C條件下放電到20%S0C測量的溫升與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0025]圖7是采用本發(fā)明在電池45%S0C條件下放電到20%S0C測量的溫升速率與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0026]圖8是采用本發(fā)明在電池20%S0C條件下放電到終止電壓時測量的溫升與荷電狀態(tài)曲線圖；
[0027]圖9是采用本發(fā)明在電池20%S0C條件下放電到終止電壓時測量的溫升速率與荷電狀態(tài)曲線圖。
【具體實施方式】
[0028]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0029]一種電池絕熱溫升速率測試方法，包括:在絕熱量熱儀中測量電池各荷電狀態(tài)下的絕熱溫升速率，以及通過各荷電狀態(tài)溫升速率的匯總，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率，其特點是:包括以下步驟:
[0030](I)將荷電狀態(tài)為100%的電池在絕熱環(huán)境中放電；
[0031](2)根據(jù)電池類型，選取測試停止溫度；
[0032](3)繪制溫升曲線和溫升速率曲線；
[0033](4)根據(jù)溫升曲線判斷熱失控起始點；
[0034](5)根據(jù)熱失控起始點，確定下一階段測試電池荷電狀態(tài)。
[0035](6)當(dāng)電池放電至截止電壓時，若該過程未出現(xiàn)熱失控點，測試結(jié)束；
[0036](7)將上述過程各階段溫升速率曲線放置在同一坐標系中，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率曲線。
[0037]所述電池包括鉛酸電池、氫鎳電池、鎘鎳電池、鋅錳電池、鋰離子電池、鋰一次電池坐寸ο
[0038]所述絕熱量熱儀型號為:SYS_999。
[0039]實施例
[0040](I)將荷電狀態(tài)為100%的18650型鋰離子電池置于溫度為25°C、型號為SYS-999的絕熱量熱儀中，使用充放電儀對電池進行放電，調(diào)節(jié)電流值為0.5A-1.5A ;當(dāng)絕熱量熱儀顯示電池的溫度達到85°C時，作為電池的熱失控點；關(guān)閉充放電儀，停止對電池的放電；將絕熱量熱儀打開，將電池自然冷卻至室溫；用充放電儀記錄的電池放電時間測量出電池的荷電狀態(tài)，和絕熱量熱儀記錄的電池溫升值，繪制電池在100%S0C條件下放電，溫度達到85°C時電池的溫升與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖2所示；使用origin軟件對該曲線上每個點的切線斜率進行計算，然后繪制電池在100%S0C條件下放電，溫度達到85°C時電池的溫升速率與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖3所示；確定電池的80%S0C作為荷電狀態(tài)為100%的電池放電的熱失控起始點；完成電池在荷電狀態(tài)為100%放電時溫度達到熱失控點的過程；
[0041](2)將步驟⑴放電后荷電狀態(tài)為80%的鋰離子電池置于溫度為25°C、型號為SYS-999的絕熱量熱儀中，使用充放電儀對電池進行放電，調(diào)節(jié)電流值為0.5A-1.5A ;當(dāng)絕熱量熱儀顯示電池的溫度達到85°C時，作為電池的熱失控點；關(guān)閉充放電儀，停止對電池的放電；將絕熱量熱儀打開，將電池自然冷卻至室溫；用充放電儀記錄的電池放電時間測量出電池的荷電狀態(tài)，和絕熱量熱儀記錄的電池溫升值，繪制電池在80%S0C條件下放電，溫度達到85°C時電池的溫升與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖4所示；使用origin軟件對該曲線上每個點的切線斜率進行計算，然后繪制電池在80%S0C條件下放電，溫度達到85°C時電池的溫升速率與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖5所示；確定電池的45%S0C作為荷電狀態(tài)為80%的電池放電的熱失控起始點；完成電池在荷電狀態(tài)為80%放電時溫度達到熱失控點的過程；
[0042](3)將步驟⑵放點后荷電狀態(tài)為45%的鋰離子電池置于溫度為25°C、型號為SYS-999的絕熱量熱儀中，使用充放電儀對電池進行放電，調(diào)節(jié)電流值為0.5A-1.5A ;當(dāng)絕熱量熱儀顯示電池的溫度達到85°C時，作為電池的熱失控點；關(guān)閉充放電儀，停止對電池的放電；將絕熱量熱儀打開，將電池自然冷卻至室溫；用充放電儀記錄的電池放電時間測量出電池的荷電狀態(tài)，和絕熱量熱儀記錄的電池溫升值，繪制電池在45%S0C條件下放電，溫度達到85°C時電池的溫升與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖6所示；使用origin軟件對該曲線上每個點的切線斜率進行計算，然后繪制電池在45%S0C條件下放電，溫度達到85°C時電池的溫升速率與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖7所示；確定電池的20%S0C作為荷電狀態(tài)為45%的電池放電的熱失控起始點；完成電池在荷電狀態(tài)為100%放電時溫度達到熱失控點的過程；
[0043](4)將步驟(3)放點后荷電狀態(tài)為20%的鋰離子電池置于溫度為25°C、型號為SYS-999的絕熱量熱儀中，使用充放電儀對電池進行放電，調(diào)節(jié)電流值為0.5A-1.5A ;電池放電至終止電壓1.5V后，溫度仍未達到85°C，整個測試過程結(jié)束；關(guān)閉充放電儀，停止對電池的放電；將絕熱量熱儀打開，將電池自然冷卻至室溫；用充放電儀記錄的電池放電時間測量出電池的荷電狀態(tài)，和絕熱量熱儀記錄的電池溫升值，繪制電池在20%S0C條件下放電至終止電壓1.5V時，電池的溫升與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖8所示；使用origin軟件對該曲線上每個點的切線斜率進行計算，然后繪制電池在20%S0C條件下放電至終止電壓1.5V時，電池的溫升速率與電池荷電狀態(tài)曲線，如圖9所示；測試過程結(jié)束。
[0044](5)將上述過程所得4條溫升速率與荷電狀態(tài)曲線圖3、圖5、圖7、圖9，放置于同一坐標系中，得到如圖1所示本發(fā)明鋰離子電池全放電過程的絕熱溫升速率曲線圖。
[0045]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電池絕熱溫升速率測試方法，包括:在絕熱量熱儀中測量電池各荷電狀態(tài)下的絕熱溫升速率，以及通過各荷電狀態(tài)溫升速率的匯總，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率，其特征在于:包括以下步驟: (1)將荷電狀態(tài)為100%的電池在絕熱環(huán)境中放電； (2)根據(jù)電池類型，選取測試停止溫度； (3)繪制溫升曲線和溫升速率曲線； (4)根據(jù)溫升曲線判斷熱失控起始點； (5)根據(jù)熱失控起始點，確定下一階段測試電池荷電狀態(tài)。 (6)當(dāng)電池放電至截止電壓時，若該過程未出現(xiàn)熱失控點，測試結(jié)束； (7)將上述過程各階段溫升速率曲線放置在同一坐標系中，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池絕熱溫升測試方法，其特征在于:所述電池包括鉛酸電池、氫鎳電池、鎘鎳電池、鋅錳電池、鋰離子電池、鋰一次電池等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池絕熱溫升測試方法，其特征在于:所述絕熱量熱儀型號為:SYS-999。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池絕熱溫升速率測試方法，包括判斷熱失控、選取電池起始荷電狀態(tài)、測試終止條件，其特點是：（1）準確測量電池各階段荷電狀態(tài)下的絕熱溫升，繪制電池溫升與SOC荷電狀態(tài)曲線；（2）使用origin軟件計算出曲線上每個點的切線斜率，即為溫升速率，并繪制溫升速率與SOC荷電狀態(tài)曲線；（3）將各階段的溫升速率與SOC荷電狀態(tài)曲線放置在同一坐標系中，得到電池全放電過程的絕熱溫升速率曲線。本發(fā)明避免了絕熱環(huán)境下熱量累積導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐那闆r，真實反映了電池在全放電過程中絕熱溫升的情況，并避免了電池因熱失控而導(dǎo)致的爆炸。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號】CN104730464
【申請?zhí)枴緾N201310729273
【發(fā)明人】楊凱, 劉雪省, 王松蕊, 董美靖
【申請人】中國電子科技集團公司第十八研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月18日