[发明专利]电池电芯诊断方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池装置的诊断，尤其涉及一种电池电芯诊断方法及设备。

背景技术

现有的电池组电芯均衡装置为了达到平衡电池组内电芯间容量的目的，无论是被动式还是主动式均衡，其工作机理均是将电芯能量进行转移或者耗散，然后能量转移或者耗散时没有自诊断过程，不能有效评估电芯均衡的真实原因，也无法对已老化、损坏的电芯进行及时替换，从而导致误均衡、降低均衡效率、甚至进一步破坏电池组内电芯平衡现象的发生。在实际电池组使用中，特别对于某节频繁反复进行均衡的电芯，其出现异常的可能性很高，继续使用则会影响整组电芯性能，所以有必要进行针对性诊断。本发明属于电池管理系统领域，主要应用于新能源产品，包括但不限于以下内容：锂离子蓄电池用管理系统，锂聚合物电池用电池管理系统，铅蓄电池，镍镉电池，镍氢电池，超级电容，储能电站，通信用后备电源，家庭储能系统，电动自行车，电动摩托车，电动汽车以及未来新型电动车产品的外围电子线路。

目前现有的电芯均衡技术分为被动式均衡与主动式均衡，其中被动式均衡较简单，通过控制开关在需要均衡的电芯正负极两端接入电阻进行放电，一般均衡电流较小且不为恒定值，主要适用于电芯充电末端均衡，均衡将电芯能量以热的形式耗散掉；主动式均衡较复杂，其优点在于热耗散小，均衡效率高，实现方法为先将单节电芯能量存储在电感、电容、变压器等储能器件中，再经由此类储能器件释放至其他单节电芯或者储能端线；目前的均衡技术及装置均没有自诊断功能，其一是无法诊断电芯的内阻状态是否正常，无法获悉电芯是否是由于老化、损坏导致内阻变大引起均衡的情况发生；其二现有均衡技术及装置无法知道本身的均衡是否正常运行，例如均衡回路断路，已经满足均衡条件的情况下均衡装置无均衡电流，因为无法获知均衡装置的异常，所以此故障难以被发现并修复。

再者，目前现有技术可以实现单节电芯内阻状态检测的方式为在均衡装置之外单独再加入一个内阻测量模块，上述此种结构的均衡装置在单一均衡模块的基础上增加内阻测量模块，必然增加装置的复杂程度，影响装置的稳定性与协调行，并且造成均衡装置的成本上升，此种结构虽然能够检测单节电芯的内阻状态，但是仍然无法自诊断均衡机构是否出现异常。另外内阻测量模块为开尔文接线方式，内阻测量模块进行内阻测量时本身需要放出或者吸收激励电流，此激励电流的发生实质为能量损耗；内阻测量装置并没有选择电芯测量的功能，即内阻测量对电芯无选择性测量，测量内阻时需要对所以电芯进行内阻测量动作，对内阻没有异常，未频繁反复进行均衡的电芯来说，内阻测量无实际意义，增加了模块功耗与检测时间。

故，急需解决上述问题的电池电芯诊断方法和设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池电芯诊断方法，可通过检测单体电芯均衡时的内阻值测量单体电芯是否出现正常，功耗低。

本发明的另一目的是提供一种电池电芯诊断设备，可通过检测单体电芯均衡时的内阻值测量单体电芯是否出现正常，功耗低。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池电芯诊断方法，用于诊断电池装置内的单体电芯，所述电池装置包括若干单体电芯、若干与所述单体电芯对应的均衡电路，所述电池电芯诊断方法包括：（1）在任意单体电芯的对应的所述均衡电路开启时，获得与开启的均衡电路对应的单体电芯之开启前的电压值V0、开启预设时间后的电压值V1以及均衡时的电流值I；（2）依据所述电压值V0、电压值V1以及电流值I计算所述对应的单体电芯的内阻值Rin，依据所述内阻值Rin判断所述单体电芯是否正常，并在所述单体电芯异常时报警。

与现有技术相比，本发明在均衡电路开启后，采集对应单体电芯的开启前的电压值V0、开启后的电压值V1以及均衡电流值I，从而计算出该单体电芯的内阻值Rin，以此判断该单体电芯是否正常，从而在该单体电芯老化或者损坏时，及时报警，通知使用者更换异常单体电芯。另一方面，本发明只对开启均衡的单体电芯进行内阻测量，对其他单体电芯并不进行内阻测量，功耗低，测量快速。再一方面，本发明在均衡的同时进行单体电芯内阻计算，不要求电池装置停止工作，节省时间和资源。再一方面，本发明通过采集电压值V0、电压值V1以及均衡电流值I计算所述单体电芯的内阻值Rin，无需设置单独的内阻检测模块，使得电池装置结构简单，稳定性高、协调性好。

较佳地，所述步骤（2）中依据公式Rin=|V1-V0|/I计算所述单体电芯的内阻值Rin。