本发明涉及电池模组预留间隙测试领域，特别涉及一种电芯预留间隙的确定方法及电池包。
背景技术：
1、锂电池在循环衰减过程中，由于sei膜的增长和产气等副反应，电芯厚度会不断增加，合理预留一定的空间能够延长电芯循环寿命且可以降低模组整体的膨胀力，过大的预留空间会导致电芯极片之间的接触变差，进而造成电芯循环寿命的下降；在电池模组内合理设置电芯预留间隙可以优化电池模组的性能，提高其安全性、稳定性和寿命。
2、当前，对电芯预留间隙的测试的方法是通过恒定压力工装夹持电芯进行的，在保证电芯全生命周期恒定压力的条件下，使用位移传感器测试电芯全生命周期的厚度增加，从而获得电芯在恒定压力条件下允许的最大间隙；但是，恒定压力条件的测试方法获得的间隙大小为恒定压力条件下的间隙数值；在实际情况中，电芯在电池模组中设置预留间隙后，电芯在初始状态下并不存在恒定施压的条件，电芯所受到的压力是随着电芯膨胀进程逐渐变化的，导致恒定压力条件下获得的预留间隙数值并不能够作为电芯预留间隙的准确数值。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中所存在的无法准确获得电芯预留间隙大小的不足，提供一种电芯预留间隙的确定方法及电池包。
2、本发明提供一种电芯预留间隙的确定方法，包括如下步骤：
3、s1：进行充电循环测试：对自由态的电芯进行充电循环测试；
4、自由态的电芯为未受压状态下的电芯；电芯未受压状态与电芯放置于电池箱体中的初始状态相同，更能够体现电芯在电池箱体中的实际变化，使获得的电芯膨胀位移数据与电芯在电池箱体中的实际位移相同；测试电芯始终保持未受压状态，模拟电芯在电池箱体中预留间隙过大的情况；
5、s2：记录电芯状态数据：记录电芯大面每一圈充电循环内的膨胀位移数据，记录电芯每一圈充电循环内的容量数据；
6、在每一圈充电循环内多次记录电芯膨胀位移数据和容量数据。
7、s3：确定电芯容量跳水点：根据s2中的电芯状态数据，绘制电芯的“循环圈数-容量衰减变化率”图表，确定电芯的容量跳水点；
8、通过绘制电芯的“循环圈数-容量衰减变化率”图表，取容量衰减变化率明显的点作为电芯容量跳水点，能够更直观的确定电芯的容量跳水点。
9、s4：确定电芯膨胀位移量：根据s2中的电芯状态数据，确定自由态电芯位于容量跳水点的膨胀位移量，将所述膨胀位移量作为膨胀间隙宽度dmax；
10、获取电芯在自由态的膨胀间隙宽度，作为电芯的最大膨胀间隙宽度，获得电芯的最优间隙宽度范围为0-dmax。
11、s5：验证允许间隙宽度：将所述膨胀间隙宽度dmax持续减少，获得允许间隙宽度l1、l2、l3……ln；以固定的充电循环圈数分别对允许间隙宽度l1、l2、l3……ln的电芯进行步骤s2-s3，分别得到允许间隙宽度l1、l2、l3……ln下的容量跳水点。
12、使用不同的允许间隙宽度分别进行电芯的充电循环测试，获得多组验证数据；通过对比验证容量跳水点的位置实现对不同允许间隙宽度l1、l2、l3……ln的验证。
13、s6：确定电芯预留间隙l：通过对比允许间隙宽度l1、l2、l3……ln下的容量跳水点位置，得到最优的允许间隙宽度作为电芯预留间隙l。
14、利用对电芯施压会使电芯的验证容量跳水点后移的特性，对比多组验证数据，从而获得最优的允许间隙宽度作为电芯预留间隙l。
15、本发明的一种电芯预留间隙的确定方法，可以等效模组中预留间隙的条件对电芯进行测试，使获得的测试数据更加匹配模组的设计；能够快速找到允许间隙宽度；能够更加准确的测试出预留间隙数值；通过将电芯在无外部压力下进行充电循环测试，使电芯的测试数据能够准确反应电芯容量跳水点位置对应的测试电芯厚度变化情况，通过电芯的厚度变化情况计算、调整和验证，获得更优的电芯预留间隙的设计宽度。
16、优选的，步骤s5中，所述固定的充电循环圈数为：自由态电芯容量跳水点的充电循环圈数加500圈。
17、固定循环圈数进行充电循环测试，缩减测试时间，便于快速找到符合固定测试圈数要求的电芯允许间隙宽度；如果验证用电芯能够在自由态电芯跳水圈数下增加500圈的充电循环圈数内不发生跳水，则证明没有因为间隙过大而导致电芯跳水，进而说明所设置的允许间隙宽度作为电芯预留间隙是合理的；如果验证用的电芯在自由态电芯跳水圈数下增加500圈的充电循环圈数内发生跳水，则需继续调整电芯允许间隙宽度的值，并再次对调整后的允许间隙宽度进行验证。
18、优选的，步骤s5中，所述允许间隙宽度的取值范围为0-dmax，所述膨胀间隙宽度dmax持续减少的方式为梯度递减。
19、以梯度递减的方式能够快速确定允许间隙宽度的合理设置范围。
20、优选的，所述允许间隙宽度l1、l2、l3、l4、l5的取值分别为：dmax、3/4dmax、1/2dmax、1/4dmax、0mm。
21、以1/4dmax为间隔值设置允许间隙宽度的值，能够快速确定允许间隙宽度的合理设置范围。
22、优选的，步骤s6中，绘制“跳水时对应循环圈数-允许间隙宽度”曲线，并通过曲线拟合确定所述最优允许间隙宽度的取值范围。
23、通过曲线拟合的方式，能够快速确定电芯的最优允许间隙宽度l。
24、优选的，步骤s4中，确定电芯膨胀位移量的方法为：根据电芯位于所述容量跳水点的充电循环圈数，绘制所述容量跳水点所在充电循环内的“电芯带电量-膨胀位移量”图表，找到与电芯的初始带电量一致状态下的膨胀位移量。
25、电芯容量跳水点所在充电循环是具体是指出现容量跳水点的充电循环，通过绘制“电芯带电量-膨胀位移量”图表，能够更加快速的找到与电芯初始带电量一致情况下所对应的电芯膨胀位移量，在进行电芯膨胀位移量对比时，通过对比电芯相同带电量的膨胀位移数据，避免对电芯的膨胀位移量的计算出现偏差。
26、优选的，步骤s2中，在电芯大面均匀分布至少15个位移测量点；所述膨胀位移数据为所有所述位移测量点的膨胀位移数据的平均值。
27、在电芯大面选择的15个位置，涵盖了电芯消薄区和电芯几何尺寸上的不同对称位置，可以更好的反应芯包不同区域的厚度变化，使获取的测试结果更加准确；取平均值测试的结果可以消除某个位置析锂或发生其他副反应导致的位移偏大，减小膨胀位移量的误差。
28、优选的，步骤s3中，计算所述容量衰减变化率的方法为：计算充电循环的放电容量保持率数据，通过充电循环的放电容量保持率数据计算容量衰减变化率数据；
29、每一圈充电循环的放电容量保持率数据为每一圈充电循环的放电容量除以第一圈充电循环的放电容量；
30、容量衰减变化率数据为放电容量保持率数据对循环圈数的一阶导数，并对容量衰减变化率数据取平滑。
31、假设第一圈放电容量为q1，第2至第n圈的放电容量分别定义为q2，qn，则第n圈的容量保持率为αn=qn/q1；以循环圈数为横坐标，容量保持率为纵坐标，作图：循环圈数-容量保持率；
32、容量衰减变化率：求循环圈数为n时的衰减变化率kn：计算公式： kn=[(αn+1-αn)+(αn-αn-1)]/2，根据以上公式计算不同循环次数下的衰减变化率，以循环圈数为横坐标，容量衰减变化率为纵坐标，作图：循环圈数-容量衰减变化率。
33、优选的，用于测试的电芯的平面度≤电芯厚度的0.3%。
34、通过控制电芯的初始状态与电芯成组的初始状态一致，使测试及验证的结果更准确，更能够准确反应电芯在模组中的膨胀情况；电芯平面度会影响电芯实际膨胀空间和测试结果的准确性；通过管控测试电芯的状态及平面度，使测试结果更准确。
35、本发明提供一种电池包，包括若干电芯和电池箱体，所述电芯排列设置于所述电池箱体，相邻所述电芯之间具有间距d，所述间距d与上述的一种电芯预留间隙的确定方法获得的电芯预留间隙l一致；所述电池箱体具有侧板，所述侧板与所述电芯的间距为l。
36、本发明的一种电池包，若干的电芯排列设置在电池箱体内，相邻电芯的电芯大面之间具有间距d，间距d的数值与一种电芯预留间隙的确定方法获得的电芯预留间隙l一致，通过一种电芯预留间隙的确定方法能够对电芯之间预留间隙进行确定，从而使电芯在电池箱体内以电芯的间距为电芯预留间隙l，使侧板与电芯之间的间距为电芯预留间隙l，使电芯的容量跳水点在合理的充电循环圈数，提高了电池包的安全性、稳定性和寿命。
37、与现有技术相比，本发明的有益效果：
38、1.本发明的一种电芯预留间隙的确定方法，可以等效模组中预留间隙的条件对电芯进行测试，使获得的测试数据更加匹配模组的设计；能够快速找到允许间隙宽度；能够更加准确的测试出预留间隙数值；通过将电芯在无外部压力下进行充电循环测试，使电芯的测试数据能够准确反应电芯容量跳水点位置对应的测试电芯厚度变化情况，通过电芯的厚度变化情况计算、调整和验证，获得更优的电芯预留间隙的设计宽度。
39、2.本发明的一种电池包，若干的电芯排列设置在电池箱体内，相邻电芯的电芯大面之间具有间距d，间距d的数值与一种电芯预留间隙的确定方法获得的电芯预留间隙l一致，通过一种电芯预留间隙的确定方法能够对电芯之间预留间隙进行确定，从而使电芯在电池箱体内以电芯的间距为电芯预留间隙l，使侧板与电芯之间的间距为电芯预留间隙l，使电芯的容量跳水点在合理的充电循环圈数，提高了电池包的安全性、稳定性和寿命。
40、3.本发明的一种电芯预留间隙的确定方法，测试准确性高，判定方法简单，能够快速找到电芯预留间隙的设计宽度，保证所设计模组内电芯的膨胀力及寿命均在可控范围内，提高了电池模组的设计效率，保证电池模组的使用安全，具有良好的经济价值和实用价值。
1.一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，步骤s5中，所述固定的充电循环圈数为：自由态电芯容量跳水点的充电循环圈数加500圈。
3.根据权利要求1所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，步骤s5中，所述允许间隙宽度的取值范围为0-dmax，所述膨胀间隙宽度dmax持续减少的方式为梯度递减。
4.根据权利要求3所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，所述允许间隙宽度l1、l2、l3、l4、l5的取值分别为：dmax、3/4dmax、1/2dmax、1/4dmax、0mm。
5.根据权利要求3所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，步骤s6中，绘制“跳水时对应循环圈数-允许间隙宽度”曲线，并通过曲线拟合确定所述最优允许间隙宽度的取值范围。
6.根据权利要求1所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，步骤s4中，确定电芯膨胀位移量的方法为：根据电芯位于所述容量跳水点的充电循环圈数，绘制所述容量跳水点所在充电循环内的“电芯带电量-膨胀位移量”图表，找到与电芯的初始带电量一致状态下的膨胀位移量。
7.根据权利要求1所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，步骤s2中，在电芯大面均匀分布至少15个位移测量点；所述膨胀位移数据为所有所述位移测量点的膨胀位移数据的平均值。
8.根据权利要求1所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，步骤s3中，计算所述容量衰减变化率的方法为：计算充电循环的放电容量保持率数据，通过充电循环的放电容量保持率数据计算容量衰减变化率数据；
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种电芯预留间隙的确定方法，其特征在于，用于测试的电芯的平面度≤电芯厚度的0.3%。
10.一种电池包，其特征在于，包括若干电芯和电池箱体，所述电芯排列设置于所述电池箱体，相邻所述电芯之间具有间距d，所述间距d与采用权利要求1-9任意一项所述的一种电芯预留间隙的确定方法获得的电芯预留间隙l一致；所述电池箱体具有侧板，所述侧板与所述电芯的间距为l。
