專利名稱：一種電池峰值功率的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車電池電池峰值功率的測試方法。
背景技術(shù)：
電動汽車以其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點得到各國政府和汽車制造商的廣泛重視，但是電池性能相對薄弱成為是電動汽車推廣應(yīng)用的瓶頸，其中車輛的高功率需求和電池的長壽命之間的矛盾是最核心和困難的技術(shù)問題之一。如果單純以車輛的高功率需求為控制目標(biāo)，則電池存在過充電和過放電的幾率大幅增加，電池的時候壽命將明顯縮短；反之，如果完全以電池的壽命為控制目標(biāo)，則用戶就不能得到良好的駕馭樂趣。
現(xiàn)有電池廠家在生產(chǎn)出電池后，都會進(jìn)行電池的不同倍率恒流放電和恒流恒壓充電測試，得到電池的倍率充放電曲線，并據(jù)此提出電池的最大允許充放電電流。但是
(1)電動汽車電池的充放電電流隨著路況和司機(jī)的駕駛習(xí)慣變化而變化，屬于交變電流，這與電池廠家測試的恒流或者恒壓恒流放電模式存在差異性；
(2)電池在不同SOC下的充放電功率存在差異性；
(3)電池在不同溫度下的充放電功率存在差異性；
因此，依據(jù)現(xiàn)有恒流放電和恒壓恒流充電曲線對電池的峰值功率進(jìn)行預(yù)測的方法不能有效的反應(yīng)電池實際的峰值功率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠更接近地反應(yīng)電池實際的峰值功率的測試方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下方式實現(xiàn)
一種電池峰值功率的測試方法，包括測算電池倍率充放電曲線步驟以及根據(jù)該曲線測算電池最大允許充放電電流步驟，所述電池倍率充放電曲線步驟采用如下方法進(jìn)行
(1)將電池在常溫下充滿電，將電池擱置入需要測試的溫度環(huán)境中至電池穩(wěn)定；
(2)將電池以車輛能運行的最小電流的某一倍率充放電速率放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(4)步驟；
(3)在上一步驟基礎(chǔ)上增加充放電速率的倍率繼續(xù)進(jìn)行放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池放電截止電壓則重復(fù)第(3)步驟，跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(4)步驟；
(4)將電池靜置諾干時間待電池極化恢復(fù)；
(5)將電池以某一倍率充放電速率充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(7)步驟；
(6)在上一步驟基礎(chǔ)上增加充放電速率的倍率繼續(xù)進(jìn)行充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池充電電壓上限則重復(fù)第(5)步驟，跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(7)步驟；
(7)將電池靜置諾干時間待電池極化恢復(fù)；
(8)跳轉(zhuǎn)至第(2)步驟，當(dāng)從第(2)步開始電池的放電容量達(dá)到電池荷電狀態(tài)某一比例后，則跳轉(zhuǎn)到第(7)步，如果在放電過程中，電池的電壓達(dá)到放電截止電壓，則跳轉(zhuǎn)到下一
止
少；
(9)溫度恢復(fù)至常溫，電池倍率充放電曲線步驟完成；
所述測算電池最大允許充放電電流步驟包括最大放電電流測算以及最大充電電流測算兩部分，其中，
所述最大放電電流測算為如果在電池倍率充放電曲線測算步驟中的第(2)至第(3) 的某一放電步驟中達(dá)到了電池的放電截止電壓，則該電池的最大放電電流等于最后一個滿足放電T時間后的放電電流，否則按照充放電速率的倍率數(shù)據(jù)，利用電壓和電流的變化比值得到電池的內(nèi)阻，利用電池的電壓和放電截止電壓之差，除以電池的內(nèi)阻得到電池的最大放電電流，并將該電流與電池廠提供的最大放電電流進(jìn)行比較，取小得到最大放電電流；
所述最大充電電流測算為如果在電池倍率充放電曲線測算步驟中的第(5)至第(6) 的某一放電步驟中達(dá)到了電池的充電電壓上限，則該電池的最大充電電流等于最后一個滿足充電T時間后的充電電流，否則按照充放電速率的倍率數(shù)據(jù)，利用電壓和電流的變化比值得到電池的內(nèi)阻，利用電池的電壓和充電電壓上限之差，除以電池的內(nèi)阻得到電池的最大充電電流，并將該電流與電池廠提供的最大充電電流進(jìn)行比較，取小得到最大充電電流；
根據(jù)上步驟得出的最大充電電流和最大放電電流，分別與該兩種電流下的充電電壓和放電電壓相乘可得到該溫度以及電池的各荷電狀態(tài)下的峰值充放電功率。其中，上述第(2)步驟和第(5)步驟中的充放電速率的倍率取值為經(jīng)驗值，取值在 0. 1 0. 5之間，在第(3)步驟和第(6)步驟的循環(huán)測算過程中該倍率取值為經(jīng)驗值，取值大于上一步驟倍率的取值0. 4 1. 5之間。其中，在上述各步驟中的充電時間T和放電時間T取值為經(jīng)驗值，該取值在5 15 秒之間。其中，上述第(8)步驟中所述電池荷電狀態(tài)某一比例取值為經(jīng)驗值，該取值范圍為電池荷電狀態(tài)的8% 12%之間。其中，上述電池靜置時間為經(jīng)驗值，取值在8 14秒時間。通過本方法測算的電池峰值功率精確度高，根據(jù)電池種類可通過上述測算形成數(shù)據(jù)庫，存儲于電池管理系統(tǒng)中，使用時通過管理系統(tǒng)直接調(diào)取，可在不影響電池壽命的前提下充分利用電池的功率以提升車輛的動力性能。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將對本發(fā)明的作進(jìn)一步詳細(xì)描述
本實施例揭示的電池峰值功率的測試方法以純電動乘用車需求為例，在-40°c 60°C 環(huán)境下以10°C為臺階進(jìn)行不同溫度環(huán)境下的充放電功率測試，該測試包括測算電池充放電倍率曲線步驟以及根據(jù)該曲線測算電池最大允許充放電電流步驟，所述電池倍率充放電曲線采用采用如下方法獲得
(1)將電池在常溫下充滿電，將電池擱置入需要測試的溫度環(huán)境中2小時(該時間值為經(jīng)驗值，根據(jù)不同的電池取值不同，以使電池性能穩(wěn)定)；
(2)以車輛能運行的最小電流的0.IC (C為電池充放電速率倍率之意，該取值為經(jīng)驗值，按照純乘用車的運行經(jīng)驗數(shù)據(jù)取值)放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS (秒)(該時間取值為經(jīng)驗值，不同車輛的倍率選擇存在差異，按照車輛可接受的電流調(diào)整時間)則跳轉(zhuǎn)到第 (3)步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(3)以0.5C放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(4)步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(4)以IC放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(5)步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(5)以2C放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(6)步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(6)以3C放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(7)步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(7)以4C放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第⑶步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(8)以5C放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(9)步，如果電池的電壓達(dá)到的放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)到第(9)步；
(9)電池靜置IOS；(該時間取值為經(jīng)驗值，靜置該時間后可初步看出電池的極化恢復(fù)特性)
(10)以0.IC充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(11)步，如果電池的電壓達(dá)到的充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(11)以0.5C充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(12)步，如果電池的電壓達(dá)至_充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(12)以IC充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(13)步，如果電池的電壓達(dá)到的充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(13)以2C充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(14)步，如果電池的電壓達(dá)到的充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(14)以3C充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(15)步，如果電池的電壓達(dá)到的充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(15)以4C充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(16)步，如果電池的電壓達(dá)到的充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(16)以5C充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到IOS則跳轉(zhuǎn)到第(17)步，如果電池的電壓達(dá)到的充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)到第(17)步；
(17)靜置IOS；(該時間取值為經(jīng)驗值，靜置該時間后可初步看出電池的極化恢復(fù)特
性)
(18)以0.IC放電，當(dāng)從第(2)步開始的放電容量達(dá)到10%S0C(S0C為電池的荷電狀態(tài)電池之間，該百分比取值為經(jīng)驗值，本實施例中SOC變化在10%之內(nèi)屬于誤差覆蓋區(qū)域，所以以10%為基本單位)則跳轉(zhuǎn)到第(19)步，如果在放電過程中，電池的電壓達(dá)到放電截止電壓，則跳轉(zhuǎn)到第(20)步；
(19)靜置10S(該時間取值為經(jīng)驗值，靜置該時間后可初步看出電池的極化恢復(fù)特性)；
(20)溫度恢復(fù)至常溫，電池倍率充放電曲線步驟完成；
由此，根據(jù)上述兩曲線可測算電池最大允許充放電電流和最大充電電流測算兩部分， 其中，
所述最大放電電流測算為如果在電池倍率充放電曲線測算步驟中的某一放電步驟中達(dá)到了電池的放電截止電壓，則該電池的最大放電電流等于最后一個滿足放電IOS時間后的放電電流，否則按照充放電速率的倍率數(shù)據(jù)，利用電壓和電流的變化比值得到電池的內(nèi)阻，利用電池的電壓和放電截止電壓之差，除以電池的內(nèi)阻得到電池的最大放電電流，并將該電流與電池廠提供的最大放電電流進(jìn)行比較，取小得到最大放電電流；
所述最大充電電流測算為如果在電池倍率充放電曲線測算步驟中的某一放電步驟中達(dá)到了電池的充電電壓上限，則該電池的最大充電電流等于最后一個滿足充電IOS時間后的充電電流，否則按照充放電速率的倍率數(shù)據(jù)，利用電壓和電流的變化比值得到電池的內(nèi)阻，利用電池的電壓和充電電壓上限之差，除以電池的內(nèi)阻得到電池的最大充電電流，并將該電流與電池廠提供的最大充電電流進(jìn)行比較，取小得到最大充電電流；
根據(jù)上步驟得出的最大充電電流和最大放電電流，分別與該兩種電流下的充電電壓和放電電壓相乘可得到該溫度以及電池的各荷電狀態(tài)下的峰值充放電功率。與上面步驟相同，可依次測算出各溫度和荷電狀態(tài)下的電池峰值充放電功率。將上述取得的峰值充放電功率數(shù)據(jù)存于電池管理系統(tǒng)中，在車輛實際運行的時候，可通過電池管理系統(tǒng)實時得到電池的最大運行充放電功率，在不影響電池壽命的前提下充分利用電池的功率以提升車輛的動力性能。需要說明的是，上述測算步驟中第(2)步驟和第(10)步驟中的充放電速率的倍率取值為經(jīng)驗值，取值在0. 1 0. 5之間，在第(3 ) 第8步驟和第(11) 第(16 )步驟的循環(huán)測算過程中該倍率取值為經(jīng)驗值，取值大于上一步驟倍率的取值0. 4 1. 5之間。各步驟中的充電時間和放電時間取值也為經(jīng)驗值，該取值在5 15秒之間。其中，上述第(18)步驟中所述電池荷電狀態(tài)某一比例取值為經(jīng)驗值，該取值范圍為電池荷電狀態(tài)的8% 12%之間均可。上述電池靜置時間也為經(jīng)驗值，取值在8 14秒時間。以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電池峰值功率的測試方法，包括測算電池倍率充放電曲線步驟以及根據(jù)該曲線測算電池最大允許充放電電流步驟，其特征在于，所述電池倍率充放電曲線步驟采用如下方法進(jìn)行(1)將電池在常溫下充滿電，將電池擱置入需要測試的溫度環(huán)境中至電池穩(wěn)定；(2)將電池以車輛能運行的最小電流的某一倍率充放電速率放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池放電截止電壓則跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(4)步驟；(3)在上一步驟基礎(chǔ)上增加充放電速率的倍率繼續(xù)進(jìn)行放電，當(dāng)電池的放電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池放電截止電壓則重復(fù)第(3)步驟，跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(4)步驟；(4)將電池靜置諾干時間待電池極化恢復(fù)；(5)將電池以某一倍率充放電速率充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池充電電壓上限則跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(7)步驟；(6)在上一步驟基礎(chǔ)上增加充放電速率的倍率繼續(xù)進(jìn)行充電，當(dāng)電池的充電時間達(dá)到預(yù)設(shè)的T時間后如果電池的電壓沒有達(dá)到電池充電電壓上限則重復(fù)第(5)步驟，跳轉(zhuǎn)至下一步，否則跳轉(zhuǎn)至第(7)步驟；(7)將電池靜置諾干時間待電池極化恢復(fù)；(8)跳轉(zhuǎn)至第(2)步驟，當(dāng)從第(2)步開始電池的放電容量達(dá)到電池荷電狀態(tài)某一比例后，則跳轉(zhuǎn)到第(7)步，如果在放電過程中，電池的電壓達(dá)到放電截止電壓，則跳轉(zhuǎn)到下一止少；(9)溫度恢復(fù)至常溫，電池倍率充放電曲線步驟完成；所述測算電池最大允許充放電電流步驟包括最大放電電流測算以及最大充電電流測算兩部分，其中，所述最大放電電流測算為如果在電池倍率充放電曲線測算步驟中的第(2)至第(3) 的某一放電步驟中達(dá)到了電池的放電截止電壓，則該電池的最大放電電流等于最后一個滿足放電T時間后的放電電流，否則按照充放電速率的倍率數(shù)據(jù)，利用電壓和電流的變化比值得到電池的內(nèi)阻，利用電池的電壓和放電截止電壓之差，除以電池的內(nèi)阻得到電池的最大放電電流，并將該電流與電池廠提供的最大放電電流進(jìn)行比較，取小得到最大放電電流；所述最大充電電流測算為如果在電池倍率充放電曲線測算步驟中的第(5)至第(6) 的某一放電步驟中達(dá)到了電池的充電電壓上限，則該電池的最大充電電流等于最后一個滿足充電T時間后的充電電流，否則按照充放電速率的倍率數(shù)據(jù)，利用電壓和電流的變化比值得到電池的內(nèi)阻，利用電池的電壓和充電電壓上限之差，除以電池的內(nèi)阻得到電池的最大充電電流，并將該電流與電池廠提供的最大充電電流進(jìn)行比較，取小得到最大充電電流；根據(jù)上步驟得出的最大充電電流和最大放電電流，分別與該兩種電流下的充電電壓和放電電壓相乘可得到該溫度以及電池的各荷電狀態(tài)下的峰值充放電功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池峰值功率的測試方法，其特征在于上述第(2)步驟和第 (5)步驟中的充放電速率的倍率取值為經(jīng)驗值，取值在0. 1 0. 5之間，在第(3)步驟和第(6)步驟的循環(huán)測算過程中該倍率取值為經(jīng)驗值，取值大于上一步驟倍率的取值0. 4 1. 5 之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池峰值功率的測試方法，其特征在于在上述各步驟中的充電時間T和放電時間T取值為經(jīng)驗值，該取值在5 15秒之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池峰值功率的測試方法，其特征在于上述第(8)步驟中所述電池荷電狀態(tài)某一比例取值為經(jīng)驗值，該取值范圍為電池荷電狀態(tài)的8% 12%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池峰值功率的測試方法，其特征在于上述電池靜置時間為經(jīng)驗值，取值在8 14秒時間。
全文摘要
一種電池峰值功率的測試方法，包括測算電池倍率充放電曲線步驟以及根據(jù)該曲線測算電池最大允許充放電電流步驟。通過本方法測算的電池峰值功率精確度高，根據(jù)電池種類可通過上述測算形成數(shù)據(jù)庫，存儲于電池管理系統(tǒng)中，使用時通過管理系統(tǒng)直接調(diào)取，可在不影響電池壽命的前提下充分利用電池的功率以提升車輛的動力性能。
文檔編號G01R31/36GK102323553SQ201110144279
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉飛, 文鋒, 阮旭松 申請人:惠州市億能電子有限公司