本發(fā)明涉及鋰電池,特別涉及一種鋰電池高溫保護(hù)方法。
背景技術(shù):
鋰離子電池已經(jīng)作為電源廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,包括3C產(chǎn)皮、動(dòng)力儲(chǔ)能、發(fā)電儲(chǔ)能等方面。由于鋰的化學(xué)性質(zhì)非?;顫姡且环N強(qiáng)還原劑,接觸氧氣等氧化劑會(huì)發(fā)生燃燒爆炸等安全事故。鋰電池的安全性進(jìn)來得到廣泛的重視,鋰電池使用過程會(huì)發(fā)熱,電池如果持續(xù)升溫,有可能引起電池內(nèi)部短路,電池外殼破裂,進(jìn)而導(dǎo)致漏液、起火等事故。高溫也會(huì)引起電池性能的大幅度下降,有實(shí)驗(yàn)表明,即使沒有充放電的情況下,放置在45℃以上的高溫環(huán)境中,半年以后鋰電池也會(huì)發(fā)生30%不可逆的容量損失。因此必須對(duì)鋰電池進(jìn)行高溫保護(hù)?,F(xiàn)有技術(shù)的解決方式是在鋰電池上設(shè)置有溫度傳感器進(jìn)行溫度檢測(cè),電池管理系統(tǒng)通過溫度傳感器檢測(cè)電池的溫度,并根據(jù)鋰電池的特性設(shè)定保護(hù)溫度,通常會(huì)設(shè)置一個(gè)警示溫度值,表示電池溫度高,一個(gè)限制使用溫度值,限制電池的充放電電流大小,一個(gè)禁止使用值,電池溫度達(dá)到某個(gè)溫度電池禁止充放電。
這種溫度保護(hù)的方法過于簡(jiǎn)單,沒有很好考慮電池使用者對(duì)于禁止用電的焦慮,充分利用高溫下電池的允許使用充放電能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的是:提供一種鋰電池高溫保護(hù)方法,既能保護(hù)鋰離子電池,又能充分利用鋰離子電池的充放電能力,避免溫度過高的同時(shí)給鋰電池最有利的使用倍率。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種鋰電池高溫保護(hù)方法,包括:溫度傳感器采集鋰電池的溫度,并將采集鋰電池的溫度信息傳送到鋰電池管理系統(tǒng),鋰電池管理系統(tǒng)根據(jù)鋰電池的特性調(diào)整允許充放電的最大倍率,用電器功率管理系統(tǒng)根據(jù)鋰電池管理系統(tǒng)允許鋰電池最大充放電倍率來管理用電器的用電策略;
所述鋰電池管理系統(tǒng)根據(jù)鋰電池的特性調(diào)整允許充放電的最大倍率的方法為:設(shè)置一個(gè)起始保護(hù)溫度,設(shè)置一個(gè)禁止使用溫度,在起始保護(hù)溫度和禁止使用溫度之間,按照設(shè)定規(guī)則降低鋰電池最大允許充放電倍率。
優(yōu)選的,所述起始保護(hù)溫度為現(xiàn)有技術(shù)中高溫保護(hù)三個(gè)溫度設(shè)置值的第二個(gè),即限制使用溫度值。
優(yōu)選的,所述禁止使用溫度為現(xiàn)有技術(shù)中高溫保護(hù)的第三個(gè)溫度,即禁止電池充放電溫度。
優(yōu)選的,所述降低鋰電池最大允許充放電倍率的規(guī)則,是指允許最大充放電倍率為溫度的某種函數(shù)。
優(yōu)選的,所述充放電最大倍率對(duì)溫度的函數(shù),為直線函數(shù)、曲線函數(shù)、或者離散型函數(shù)中的一種。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是,電池在發(fā)熱和散熱之間會(huì)有一個(gè)熱平衡,這個(gè)平衡決定溫升。電池的散熱隨電池溫升而加大,電池發(fā)熱隨充放電倍率降低而減少,而設(shè)置一個(gè)最大允許充放電倍率隨溫度升高而降低的函數(shù),則會(huì)在電池溫度升高散熱加快的同時(shí)發(fā)熱減少,在散熱和發(fā)熱平衡后,溫度不再上升,從而既能保證電池的充放電能力得到充分發(fā)揮,又保證電池溫度不會(huì)繼續(xù)升高而損壞電池、引起安全問題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明所提供的鋰電池高溫保護(hù)方法,既能保證電池的充放電能力得到充分發(fā)揮,又保證電池溫度不會(huì)繼續(xù)升高而損壞電池、引起安全問題。
2.本發(fā)明的鋰電池?zé)崞胶鉁囟扔上到y(tǒng)自動(dòng)達(dá)到,不需要復(fù)雜的管理算法。
3.本發(fā)明只要修改一下電池管理系統(tǒng)中的功率管理程序,不需要做任何物理上的改動(dòng)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所揭示的鋰電池高溫保護(hù)方法,包括溫度傳感器采集鋰電池的溫度,并將采集鋰電池的溫度信息傳送到鋰電池管理系統(tǒng),鋰電池管理系統(tǒng)根據(jù)鋰電池的特性調(diào)整允許充放電的最大倍率,用電器功率管理系統(tǒng)根據(jù)鋰電池管理系統(tǒng)允許鋰電池最大充放電倍率來管理用電器的用電策略;
所述鋰電池管理系統(tǒng)根據(jù)鋰電池的特性調(diào)整允許充放電的最大倍率的方法為:設(shè)置一個(gè)起始保護(hù)溫度,設(shè)置一個(gè)禁止使用溫度,在起始保護(hù)溫度和禁止使用溫度之間,按照設(shè)定規(guī)則降低鋰電池最大允許充放電倍率。
所述起始保護(hù)溫度為現(xiàn)有技術(shù)中高溫保護(hù)三個(gè)溫度設(shè)置值的第二個(gè),即限制使用溫度值。所述禁止使用溫度為現(xiàn)有技術(shù)中高溫保護(hù)的第三個(gè)溫度,即禁止電池充放電溫度。
所述降低鋰電池最大允許充放電倍率的規(guī)則,是指允許最大充放電倍率為溫度的某種函數(shù)。所述充放電最大倍率對(duì)溫度的函數(shù),為直線函數(shù)、曲線函數(shù)、或者離散型函數(shù)中的一種。
實(shí)施例1
混合動(dòng)力客車,設(shè)置起始保護(hù)溫度為48℃,禁止使用溫度為58℃。以48℃的允許充放電倍率為1,58℃的充放電倍率為0,從49℃到58℃的允許充放電倍率如下表:
采用以上高溫保護(hù)策略后,環(huán)境溫度38℃以上時(shí)停車率又80%變?yōu)?%。
實(shí)施例2
純電動(dòng)客車,設(shè)置起始溫度為45℃,禁止充電溫度為60℃。以45℃時(shí)充電倍率為D,放電倍率為C,設(shè)定溫度T從46℃到59℃時(shí)允許的充電倍率為DT=D(1-0.053(T-45)),設(shè)置溫度T從46℃到59℃時(shí)允許的放電倍率為CT=C(1-0.0046(T-45)2)。
采用以上策略后,電池高溫停車故障由環(huán)境溫度39℃以上30%將為0%。
上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。