一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電動汽車的磷酸鐵鋰電池的配組方法，尤其是用于串并聯(lián)數(shù)較低的一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子動力電池已逐漸應(yīng)用到電動汽車行業(yè)，作為電動汽車的核心部件，動力電池組的一致性決定了電動汽車的使用壽命。動力電池組作為電動汽車的動力源，一般通過上百個或上千個單體電池以一定的串并聯(lián)模式配組形成電池模塊加以應(yīng)用，為提高動力電池組性能，除了提高單體電池制造工藝外，還必須采用合適的配組工藝和方法，以確保動力電池的一致性。
[0003]對于電池的配組方法已有了廣泛的研究，除了電壓、內(nèi)阻、容量等單參數(shù)配組外，多參數(shù)和動態(tài)配組方法也有了深入的研究，但由于成本過高，參數(shù)表征手段單一，實際應(yīng)用性不強，而且所用電池數(shù)量少，與整車電池實際情況相差很大。
[0004]目前按照容量、內(nèi)阻、電壓等參數(shù)配組的方法，本質(zhì)上仍屬于靜態(tài)配組，只能反映電池在靜止?fàn)顟B(tài)下的情況，而動力電池組在運行過程中，以上參數(shù)均處于時刻變化的動態(tài)之中，原本趨于一致的靜態(tài)過程的配組參數(shù)在電池充放電狀態(tài)的實際情況下發(fā)生了很大的變化，電池與電池間的不一致性隨著充放電次數(shù)的增多越發(fā)增強，嚴(yán)重影響了電池組的使用壽命。因此，必須引入新的參數(shù)，盡可能動態(tài)化的反映不同電芯在同樣充放電條件下的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，包括如下步驟:
[0008](1)以一定倍率的電流將磷酸鐵鋰電池放至空電態(tài)，放電的電流倍率為0.05C-0.5C ；
[0009](2)在40°C-60°C高溫老化4-10天后，對老化后的電池測量電壓，確定用于配組的空電電壓范圍為2.5V-3.05V ；
[0010](3)將選取的電池以電流倍率為0.1C-0.5C電流分容，分容的步驟為充電-放電，同步記錄所有電池放電平均電壓和放電容量；
[0011](4)根據(jù)所有電池的放電平均電壓極差范圍篩選電池，其中放電平均電壓極差范圍0-400mV，根據(jù)放電容量的放電容量極差范圍篩選電池，進行配組。
[0012]優(yōu)選地，步驟1放電的電流倍率為0.1C-0.5C。
[0013]優(yōu)選地，步驟1放電的電流倍率為(λ 1C-0.33C。
[0014]優(yōu)選地，步驟2中高溫老化的溫度為45°C -55°C，高溫老化的時間為5_7天。
[0015]優(yōu)選地，步驟2空電電壓范圍為2.75V-2.95V。
[0016]優(yōu)選地，步驟3分容的電流倍率為0.33C-0.5C。
[0017]優(yōu)選地，步驟3的保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V。
[0018]優(yōu)選地，步驟4放電平均電壓極差范圍0_200mV。
[0019]優(yōu)選地，步驟4放電平均電壓極差范圍0-100mV。
[0020]優(yōu)選地，步驟4放電容量極差范圍為額定配組容量的1%以內(nèi)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明通過高溫老化后的電壓篩選，以及分容后的放電平均電壓壓差范圍的控制和放電容量差范圍的控制，所得到的電池經(jīng)過串并聯(lián)成組后，進行電性能測試時，電池組之間的放電壓差有了明顯的縮小，電池組的一致性有了明顯提高，對于串并聯(lián)數(shù)目較低的電池組的配組，有很明顯的效果。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例1與對比例1的電池組放電壓差對比圖。
[0024]圖2為實施例2與對比例2的電池組放電壓差對比圖。
【具體實施方式】
[0025]實施例1:
[0026]一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，包括如下步驟:
[0027](1)選取額定容量為13Ah的電池，0.05C電流放至空電，截止電流200mA ；
[0028](2) 40°C老化靜置10天，按照2.5V-3.05V電壓范圍選取電池5000只；
[0029](3)將選取的電池以0.5C電流分容，步驟為充電-放電，最后截止電流200mA ；
[0030](4)按照相關(guān)的串并聯(lián)要求對電池配組，將以上5000只電池配成供10輛電動車使用的電池組，要求每輛電動車所有串聯(lián)電池組之間的放電平均電壓極差彡100mV,放電容量差< 500mAho
[0031]將上述完成配組的電池組串聯(lián)后進行電性能測試，0.33C下進行充電-放電測試，保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V，記錄放電結(jié)束30分鐘后的壓差。
[0032]實施例2:
[0033]一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，包括如下步驟:
[0034](1)選取額定容量為9Ah的電池，0.5C電流放至空電，截止電流200mA。
[0035](2)60°C老化靜置4天，按照2.75V-2.95V電壓范圍選取電池5000只。
[0036](3)將選取的電池以0.1C電流分容，步驟為充電-放電，最后截止電流200mA。
[0037](4)按照相關(guān)的串并聯(lián)要求對電池配組，將以上5000只電池進行篩選配成供10輛電動車使用的電池組，要求每輛電動車所有串聯(lián)電池組之間的放電平均電壓極差彡50mV，放電容量差< 300mAh。
[0038]將上述完成配組的電池組串聯(lián)后進行電性能測試，0.33C下進行充電-放電測試，保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V，記錄放電結(jié)束30分鐘后的壓差。
[0039]從圖1，圖2可以看出采用本專利的配組方法后，串聯(lián)電池組之間的放電壓差有了明顯的縮小。
[0040]實施例3:
[0041]一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，包括如下步驟:
[0042](1)選取額定容量為20Ah的電池，0.33C電流放至空電，截止電流200mA。
[0043](2) 55°C老化靜置4天，按照2.5V_2.95V電壓范圍選取電池6500只。
[0044](3)將選取的電池以0.33C電流分容，步驟為充電-放電，最后截止電流200mA。
[0045](4)按照相關(guān)的串并聯(lián)要求對電池配組，將以上6500只電池進行篩選配成供10輛電動車使用的電池組，要求每輛電動車所有串聯(lián)電池組之間的放電平均電壓極差彡100mV，放電容量差< 800mAh。
[0046]將上述完成配組的電池組串聯(lián)后進行電性能測試，0.33C下進行充電-放電測試，保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V，記錄放電結(jié)束30分鐘后的壓差。
[0047]實施例4:
[0048]一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，包括如下步驟:
[0049](1)選取額定容量為20Ah的電池，0.1C電流放至空電，截止電流200mA。
[0050](2)45°C老化靜置7天，按照2.75V-3.05V電壓范圍選取電池4000只。
[0051](3)將選取的電池以0.1C電流分容，步驟為充電-放電，最后截止電流200mA。
[0052](4)按照相關(guān)的串并聯(lián)要求對電池配組，將以上4000只電池進行篩選配成供10輛電動車使用的電池組，要求每輛電動車所有串聯(lián)電池組之間的放電平均電壓極差彡200mV,放電容量差< 2Ah。
[0053]將上述完成配組的電池組串聯(lián)后進行電性能測試，0.33C下進行充電-放電測試，保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V，記錄放電結(jié)束30分鐘后的壓差。
[0054]對比例1
[0055]采用傳統(tǒng)工藝，選取額定容量為9Ah的滿電電池；按照大于3.34V電壓范圍選取電池5000只；將選取的電池以0.5C電流分容，步驟為放電-充電-放電，最后截止電流200mA。按照相關(guān)的串并聯(lián)要求對電池配組，將以上5000只電池配成供10輛電動車使用的電池組，放電容量差< lOOOmAh。
[0056]將上述完成配組的電池組串聯(lián)后進行電性能測試，0.33C下進行充電-放電測試，保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V，記錄放電結(jié)束30分鐘后的壓差。
[0057]對比例2
[0058]采用傳統(tǒng)工藝，選取額定容量為13Ah的滿電電池；按照大于3.34V電壓范圍選取電池5000只；將選取的電池以0.5C電流分容，步驟為放電-充電-放電，最后截止電流200mA。按照相關(guān)的串并聯(lián)要求對電池配組，將以上5000只電池配成供10輛電動車使用的電池組，放電容量差< lOOOmAh。
[0059]將上述完成配組的電池組串聯(lián)后進行電性能測試，0.33C下進行充電-放電測試，保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V，記錄放電結(jié)束30分鐘后的壓差。
[0060]以上所述的本發(fā)明實施例，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，包括如下步驟:(1)以一定倍率的電流將磷酸鐵鋰電池放至空電態(tài)，放電的電流倍率為0.05C-0.5C ; (2)在40°C-60°C高溫老化4-10天后，對老化后的電池測量電壓，確定用于配組的空電電壓范圍為2.5V-3.05V ； (3)將選取的電池以電流倍率為0.1C-0.5C電流分容，并設(shè)置保護電壓上限及下限，分容的步驟為充電-放電，同步記錄所有電池放電平均電壓和放電容量； (4)根據(jù)所有電池的放電平均電壓極差范圍篩選電池，其中放電平均電壓極差范圍0-400mV,根據(jù)放電容量的放電容量極差范圍篩選電池，進行配組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟1放電的電流倍率為0.1C-0.5C。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟1放電的電流倍率為0.1C-0.33C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟2中高溫老化的溫度為45°C -55°C，高溫老化的時間為5-7天。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟2空電電壓范圍為2.75V-2.95Vo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟3分容的電流倍率為0.33C-0.5C。7.根據(jù)權(quán)利1要求所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟3的保護電壓上限為3.9V，下限為2.3V。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟4放電平均電壓極差范圍0-200mV。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟4放電平均電壓極差范圍0-100mV。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，其特征在于，步驟4放電容量極差范圍為額定配組容量的1 %以內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種縮小串聯(lián)電池組之間放電壓差的磷酸鐵鋰電池配組方法，將空電電池高溫老化后，利用分容過程中的放電平均電壓和放電容量對電池進行分檔配組，從而使電動汽車電池組的放電壓差有了顯著降低，提高了電池組在充放電過程中的一致性，對于串并聯(lián)數(shù)目較低的電池組的配組，有明顯的效果。
【IPC分類】H01M10/44, H01M10/42, G01R31/36
【公開號】CN105280969
【申請?zhí)枴緾N201510846226
【發(fā)明人】楊乃昆, 宮璐
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月25日