一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法，包括：一、对电池进行放残余；二、对电池进行容量测试；三、直流内阻测试；四、对电池进行放残余；五、循环充电；六、循环放电；七、循环充电；八、循环放电；九、循环步骤七、八100次；十、对电池进行放残余；十一、直流内阻测试；十二、对电池进行放残余；十三、对电池进行容量测试；十四、直流内阻测试；十五、对电池进行放残余，完成测试。本发明设计合理、构思严谨、测试结果精度高，有效解决了现有的电动汽车电池脉冲循环寿命测试测试方式存在测试结果精度低、效率低下、成本投入高、且无改善电解液中水分电解等的问题，因而其适于推广应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试方法，具体涉及的是一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法。

背景技术

电动汽车在实际运行中，无论是爬坡加速、下坡制动、紧急刹车，还是频繁启停、高温环境运行等复杂工况，都会产生脉冲电流对电池冲击，而不是稳定的单一恒流充电或者放电状态。因此，有必要对电动汽车的镍氢电池进行脉冲循环寿命测试，以便及时掌握其可充放电能力和使用寿命的情况。

然而，现有的测试方法由于难以真实模拟电动汽车在实际运行中的复杂工况，所以大多是基于理论上的测试方法，放在实际应用中并无多大参考价值，其不仅测试出来的理论寿命值远大于电池的实际使用寿命，误差较大，而且现有的测试方法完成一个测试周期需要的时间很长，因而不但测试效率低下，而且成本投入较高。

此外，在现有的测试方法中，电池的充电方式由于对缓解电解液中水的电解无明显改善作用，因而经过或长或短的周期后还容易出现电池鼓壳、有效容量降低等问题。

因此，有必要对现有的电动汽车用镍氢电池寿命测试方法进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法，主要解决现有的电动汽车用电池寿命测试方式存在测试结果精度低、效率低下、成本投入高、且无改善电解液中水分电解等的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法，包括以下步骤：

一、对电池进行放残余

搁置1min，然后于倍率为1倍的条件下进行恒流放电至单体1V，直至放完电，然后再搁置10min；

二、对电池进行容量测试

(1)于倍率为0.3333倍的条件下对电池恒流充电3h，直至其总容量达到额定100％，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后再于倍率为0.05倍的条件下对电池恒流充电2h，直至其总容量达到额定的110％，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；

(2)搁置1h，然后于倍率为1倍的条件下进行恒流放电至单体1V，直至放完电，然后再搁置10min；

三、直流内阻测试

(1)于倍率为1倍的条件下对电池恒流充电30min，直至其总容量达到额定50％，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置30min；

(2)于倍率为0.5倍的条件下对电池恒流充电10s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置10min；

(3)于倍率为0.5倍的条件下恒流放电10s，保护限制条件：电压：1V，然后搁置10min；

(4)于倍率为1倍的条件下对电池恒流充电10s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置10min；

(5)于倍率为1倍的条件下恒流放电10s，保护限制条件：电压：1V，然后搁置10min；

(6)于倍率为2倍的条件下对电池恒流充电10s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置10min；

(7)于倍率为2倍的条件下恒流放电10s，保护限制条件：电压：1V，然后搁置10min；

(8)于倍率为4倍的条件下对电池恒流充电10s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置10min；

(9)于倍率为4倍的条件下恒流放电10s，保护限制条件：电压：1V，然后搁置10min；

四、对电池进行放残余

于倍率为1倍的条件下进行恒流放电至单体1V，直至放完电，然后搁置10min；

五、循环充电

(1)于倍率为3倍的条件下对电池恒流充电10s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置6s；

(2)于倍率为3倍的条件下对电池恒流充电30s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置18s；

(3)循环步骤(1)、(2)二十四次；

(4)于倍率为3倍的条件下对电池恒流充电5s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置23s；

六、循环放电

(1)于倍率为3倍的条件下恒流放电10s，保护限制条件：电压：1.1V，然后搁置6s；

(2)于倍率为3倍的条件下恒流放电30s，保护限制条件：电压：1.1V，然后搁置18s；

(3)循环步骤(1)、(2)十八次，循环后再次搁置20s；

七、循环充电

(1)于倍率为3倍的条件下对电池恒流充电10s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置6s；

(2)于倍率为3倍的条件下对电池恒流充电30s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；然后搁置18s；

(3)循环步骤(1)、(2)十八次；

(4)于倍率为3倍的条件下对电池恒流充电5s，保护限制条件：电压：1.65V，温度：45℃；搁置17s；

八、循环放电

(1)于倍率为3倍的条件下恒流放电10s，保护限制条件：电压：1.1V，然后搁置6s；

(2)于倍率为3倍的条件下恒流放电30s，保护限制条件：电压：1.1V，然后搁置18s；

(3)循环步骤(1)、(2)十八次，循环后再次搁置14s；

九、循环步骤七、八100次；

十、对电池进行放残余

搁置10min，然后于倍率为1倍的条件下进行恒流放电至单体1V，直至放完电，然后再搁置10min；

十一、按照步骤三的方式对电池进行直流内阻测试，并按照步骤四的方式对电池进行放残余；

十二、按照步骤二的方式对电池进行容量测试；

十三、继续按照步骤三的方式对电池进行直流内阻测试，并按照步骤四的方式对电池进行放残余，完成测试。

进一步地，所有步骤中，电池在恒流充电时，均在电池内压为0.3MPa的保护限制条件下进行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明设计合理、构思严谨、测试结果精度高，其通过合理的参数设计，并采用间歇性的脉冲充电方式，从而既能模拟电动汽车在实际工况(频繁启动、加速、刹车、停止等)下，回馈充电与脉冲放电的频繁切换的使用状态，又能使电池有较充分的化学反应时间，缓解和减少氧气和氢气的析出量，防止电池有效容量的降低速率，进而减小了副反应对电池的损害，提高了电池对充放电电流的可接受能力。本发明相比组装电动汽车来测试电池工况性能的方式来说，无需庞大的电池数量和工作量，且测试周期更短(实验表明，每100次循环只需2.74天)，因而也显著降低了人力和物力成本的投入。

(2)本发明在对电池恒流充电时，均于保护温度为45℃、压力为0.3MPa的辅助条件下进行，如此可顺利使电池充入电能，并进一步确保了测试的准确性。

(3)利用本发明的测试结果，可以结合仿真技术来对电池内部结构进行建模和分析，从而优化电池配方、工艺和电极材料，进而可以逐渐完善和满足电动汽车对镍氢电池的电源性能的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

本发明提供了一种适用于电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法，其主要采用了电池多次放残余及间歇脉冲充放电的方式，模拟电池在电动汽车运行于实际工况的前提下，频繁启动、加速、刹车、停止的充放过程，继而测试出其脉冲循环的寿命。本发明的测试步骤可由下表所示：

备注：

(1)当第87步容量测试结果低于规定值时，停止循环测试。

(2)本发明测试方法SOC在20％～80％之间循环。

上述工步29～60，完成100次用时65.76h。

按照上述表格所述的测试方式，即可完成对电动汽车镍氢电池脉冲循环寿命的测试。

本发明通过对比前后几次的直流内阻变化循环测试，结合仿真技术，可以对电池内部结构进行建模和分析，从而优化电池配方、工艺和电极材料，进而可以逐渐完善和满足电动汽车对镍氢电池的电源性能的要求。本发明充放电电流大，单次时间短，即以脉冲的形式来模拟实车工况，从而提高寿命测试数据的真实有效性及电池对正负脉冲电流的冲击适应能力。并且脉冲充放电，电池因析气情况减弱而降低了电池鼓壳、有效容量降低快等系列问题，大幅提升了电池的安全性。因此，本发明非常适合用来对电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命进行测试。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述系统结构及方法设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使再本发明上做出一些毫无实质性的改动或润色，其所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样的，均应当包含在本发明的保护范围之内。