一种动力电池内部温度的测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种动力电池内部温度的测量方法，属于动力电池领域。所述方法按照如下步骤进行操作：首先建立动力电池的放电容量和内部温度的方程，然后测量动力电池的放电容量，依据上述方程计算动力电池的内部温度。本发明通过间接测量动力电池的内部温度，实现了无需破坏动力电池的结构测量动力电池温度的目的，为制定动力电池的加热策略提供了数据支持。
【专利说明】—种动力电池内部温度的测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动力电池领域，特别涉及一种动力电池内部温度的测量方法，用于制定电池加热策略。
【背景技术】
[0002]动力电池是指为工具提供动力来源的电池。目前在电动汽车中得到良好应用。在低温状态下，对动力电池进行不适当的充放电会产生大量的热，若热量来不及散失而在电池内部迅速积聚，电池可能会出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时电池发生剧烈燃烧且发生爆炸。因此，在低温状态下，对动力电池进行充放电之前需要对其进行加热并进行温度测量。
[0003]目前，常用的动力电池温度测量方法主要有热成像法、热电偶法以及基于稀土荧光物质的材料特性实现的荧光光纤温度测量法。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]热成像法因为是非接触测量和本身测量精度的限值，存在测量精度不高的缺点，且不能测量电池内部温度；传统的热电偶测温方式因为存在测量精度低、测量不稳定、带电测量不安全和测量探头体积大等缺点，此方法一般用于测量电池表面温度，若测量电池内部温度必然会损坏电池本身结构；基于荧光寿命检测温度的荧光光纤温度测量法系统复杂、成本高，且测量时也需要破坏被测电池。因此，热成像法、热电偶法以及荧光光纤温度测量法均需要在破坏电池结构的前提下才能测量电池内部的温度。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术不能在动力电池结构不被破坏的情况下对电池内部的温度进行测量，从而不能正确制定电池加热策略的的问题，本发明实施例提供了一种动力电池内部温度的测量方法。所述技术方案如下:
[0007]—种动力电池内部温度的测量方法，所述方法按照如下步骤进行操作:
[0008]步骤一，建立方程:Q⑴=BtlTnWa1Tn2+...+Bn2I^anl，其中，Q为放电容量，Ah ；T为环境温度，C , a0, a1；......，anl为常数；
[0009]步骤二，测量动力电池在环境温度Ti (其中，-30°C≤Ti ( (TC )下静置20h后的放电容量，记为Qi,将所得1\、Qi代入步骤一的所述方程中，得到方程组，通过对所得方程组
进行求解得到步骤一所述方程的常数％，a”......，anl值，得到常数％，&1，......，anl值确
定的方程Α(Τ)=%Τη1+&1Τη2+...+Bn2Tkanl，其中，Q为放电容量，Ah ；Τ为环境温度；
[0010]步骤三，将动力电池在所述步骤二所述的环境温度Ti (其中，-30°c< Ti≤(TC )下静置20h后，启动低温箱的加热系统，将所述动力电池加热到动力电池表面温度为5°C时，停止加热，测量所述动力电池的放电容量，记为Q/ ；
[0011]步骤四，将Q/代入步骤二所得常数aQ，&1，......，anl值确定的方程中，得到所述
动力电池表面温度为5°c时的内部温度Ti’，具体按照如下公式进行计算:7:.' Λ(0.)α[0012]优选的，所述环境温度Ti S-20°C、-15°C、-10°C、-5°C、0°C。
[0013]进一步的，所述步骤二之前还包括安装测量装置的步骤，所述测量装置的安装按照如下步骤进行操作:首先将柔性加热膜粘贴在动力电池四周，将温度传感器布置在所述动力电池表面未包裹所述柔性加热膜的区域；然后将所述动力电池的正负极固定到动力电池充放电设备上，将所述柔性加热膜的两端固定在低压直流稳压电源的正负极上；最后将动力电池置于低温箱中。
[0014]具体的，所述步骤四的所述内部温度的获取方法为:将动力电池在恒定温度的环境下放置20h，所述环境温度即为内部温度。
[0015]具体的，所述步骤二和所述步骤三每次测量之前均需将动力电池放置在室温环境下静置一段时间后将动力电池充满电。
[0016]具体的，所述动力电池为锂离子动力电池。
[0017]具体的，所述放电容量的测定利用所述动力电池充放电设备。
[0018]具体的，所述动力电池加热采用柔性加热膜。
[0019]具体的，所述动力电池表面温度的测量利用所述温度传感器。
[0020]具体的，所述环境温度的获取利用所述低温箱。
[0021]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0022]通过测量动力电池的放电容量，根据动力电池的放电容量和内部温度的方程，计算动力电池的内部温度，实现了无需破坏动力电池的结构测量动力电池温度的目的，为制定动力电池的加热策略提供了数据支持。`【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本发明实施例提供的动力电池表面布置示意图；
[0025]图2是本发明实施例提供的测量动力电池内部温度的装置示意图。
[0026]图中各符号的含义为:
[0027]I柔性加热膜，2温度传感器，3动力电池，4低温箱，5动力电池充放电设备，6低压直流稳压电源。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0029]实施例
[0030]参见图1，本发明实施例提供了一种动力电池内部温度的测量方法，该方法按照如下步骤进行操作:
[0031]步骤100，建立方程:Q⑴=BtlTnWa1Tn2+...+Bn2I^anl，其中，Q为放电容量，Ah ；T环境温度，C，aQ,......，anl为常数。[0032]步骤200，测量动力电池3在环境温度Ti (其中，_30°C≤Ti≤0C )下静置20h后的放电容量，记为Qi,将所得1\、Qi代入步骤一的所述方程中，得到方程组，通过对所得方程
组进行求解得到步骤一所述方程的常数％，&1，......，anl值，得到常数^a1,......，anl值
确定的方程:9(Τ)=%Τη1+&1Τη2+...+Bn2Tkanl，其中，Q为放电容量，Ah ；Τ为环境温度。
[0033]步骤201，安装测量装置，所述测量装置的安装按照如下步骤进行操作:首先将柔性加热膜I粘贴在动力电池3四周，将温度传感器2布置在动力电池3表面未包裹柔性加热膜I的区域；然后将动力电池3的正负极固定到动力电池充放电设备5上，将柔性加热膜I的两端固定在低压直流稳压电源6的正负极上；最后将动力电池3置于低温箱4中。
[0034]具体的，所述动力电池3为锂离子动力电池。
[0035]具体的，所述放电容量的测定利用所述动力电池充放电设备5。
[0036]具体的，所述动力电池3加热采用柔性加热膜I。
[0037]具体的，所述动力电池3表面温度的测量利用所述温度传感器2。
[0038]具体的，所述环境温度的获取利用所述低温箱4。
[0039]步骤202，将动力电池3放置在室温环境下静置一段时间后将所述动力电池3充满电。
[0040]步骤203，启动低温箱4，当低温箱4的温度为_20°C时，将充满电的动力电池3放置在低温箱4中静置20h，并测量动力电池3静置20h后的放电容量，记为Ql，测量完毕后，将动力电池3在室温环境下静置一段时间充满电；按照上述测量Ql的方法，分别测量满电状态下的动力电池3在-15°C、-1O0C、-5°C、0°C环境中静置20h后的放电容量，分别记为Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。动力电池3在环境温度中放置20h后，环境温度即为其内部温度。因此，QU Q2、Q3、Q4、Q5分别为动力电池3内部温度为-20°C、-15°C、-10°C、_5°C、0°C时的放电容量。
[0041]步骤204，将所述Ti和所述Qi代入步骤100的方程中，通过对方程进行求解确定步骤100所述方程的常数％，&1，......，anl值。
[0042]具体的，将上述步骤203中在不同的温度下检测到的动力电池3的放电容量及其对应的温度代入步骤100建立的方程中，形成方程组，对所述方程组进行求解，得到常数
<3-0) ^l)......) <3-5 1?。
[0043]步骤300，将动力电池3在所述步骤二所述的环境温度Ti下静置20h后，启动低温箱4的加热系统，将所述动力电池3加热到动力电池表面温度为5°C时，停止加热，测量所述动力电池3的放电容量，记为O1L
[0044]步骤301，将动力电池3放置在室温环境下静置一段时间后将动力电池充满电。
[0045]步骤302，启动低温箱4，当低温箱的温度为_20°C时，将步骤301中得到的充满电的动力电池3放置在低温箱4中静置20h，然后将所述动力电池3加热到动力电池3表面温度为5°C，停止加热，测量所述动力电池3的放电容量，记为Ql ’，测量完毕后，将动力电池3在室温环境下静置一段时间充满电；按照上述测量Q1’的方法，分别测量满电状态下的动力电池3在-15°C、-10°C、-5°C、0°C环境中静置20h再加热到动力电池3表面温度为5°C时的放电容量，分别记为Q2，、Q3，、Q4，、Q5，、Q6，。
[0046]步骤400，将fi；代入步骤204所得方程中，得到表面温度为5°C时所述动力电池3的内部温度Ti’，具体按照如下公式进行计算:T; =Q 4(Φ e
[0047]具体的，将步骤302得到的Ql’、Q2’、Q3’、Q4’、Q5’、Q6’值分别代入步骤204所得
方程中，根据公式7::(J」((?,_)计算出动力电池3表面温度为5°C时所述动力电池3的内部温度V，得到放电容量分别为Ql’、Q2’、Q3’、Q4’、Q5’、Q6’时的动力电池3的内部温度。
[0048]本发明通过间接测量动力电池的内部温度，实现了无需破坏动力电池的结构测量动力电池温度的目的，为制定动力电池的加热策略提供了数据支持。
[0049]上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0050]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，`均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种动力电池内部温度的测量方法，所述方法按照如下步骤进行操作: 步骤一，建立方程:Q⑴=BjnWa1Tn2+...+Bn2I^anl，其中，Q为放电容量，Ah ；T为环境温度，°C, Bc^a1,......，anlS常数； 步骤二，测量动力电池在环境温度?\(其中，-30°C≤Ti≤(TC )下静置20h后的放电容量，记为Qi,将所得1\、Qi代入步骤一的所述方程中，得到方程组，通过对所得方程组进行求解得到步骤一所述方程的常数％，a”......，anl值，得到常数％，ai，......，anl值确定的方程:Q(T) =BtlTnWa1Tn2+...+Bn2Tkanl，其中，Q为放电容量，Ah ；T为环境温度； 步骤三，将动力电池在所述步骤二所述的环境温度Ti (其中，-30°C<K(TC)下静置20h后，启动低温箱的加热系统，将所述动力电池加热到动力电池表面温度为5°C时，停止加热，测量所述动力电池的放电容量，记为Qi'; 步骤四，将Q/代入步骤二所得常数％，&1，……，anl值确定的方程中，得到所述动力电池表面温度为5°C时的内部温度T/，具体按照如下公式进行计算:T; =Q 4(Q;) 0
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境温度Ti为-2(rc、-15°c、-1(rc、-5t:、(rc。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二之前还包括安装测量装置的步骤，所述测量装置的安装按照如下步骤进行操作:首先将柔性加热膜粘贴在动力电池四周，将温度传感器布置在所述动力电池表面未包裹所述柔性加热膜的区域；然后将所述动力电池的正负极固定到动力电池充放电设备上，将所述柔性加热膜的两端固定在低压直流稳压电源的正负极上；最后将动力电池置于低温箱中。
4.如权利要求1所述的 方法，其特征在于，所述步骤四的所述内部温度的获取方法为:将动力电池在恒定温度的环境下放置20h，所述环境温度即为内部温度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二和所述步骤三每次测量之前均需将动力电池放置在室温环境下静置一段时间后将动力电池充满电。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述动力电池为锂离子动力电池。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述放电容量的测定利用所述动力电池充放电设备。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述动力电池加热采用柔性加热膜。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述动力电池表面温度的测量利用所述温度传感器。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述环境温度的获取利用所述低温箱。
【文档编号】G01K7/00GK103759846SQ201410010704
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】阎小军 申请人:奇瑞汽车股份有限公司