[发明专利]一种检测蓄电池组内单体电池一致性的方法

说明书

技术领域

本发明属于电性能测试领域，具体涉及一种蓄电池组的检测方法。

背景技术

电动汽车动力电池组在长期的充放电过程中，由于电池组内各单体电池间充电接受能力的差异、自放电率的差异、容量衰减速率的差异，可能会导致各电芯在充放电时的实时电压分配不均，呈发散趋势，容易造成电池组内部电池离散性加大，个别电池性能衰减加剧，从而导致整组电池失效，因此将影响整个电池系统的可靠性。

由于动力电池容量和端电压的限制，在电动车辆采用的动力电池应用中通常需要多个电池进行串联、并联组合来达到较高的电压和较大的容量。而由于电池特性的高度非线性，同时电池组中众多电池之间存在制造工艺、材质、使用环境、连接方式等差异，单个电池之间存在容量、端电压和内阻的不一致在所难免。再者，动力电池组的单体电池之间的串并联的连接方式(螺栓连接、铆接、超声焊接或激光焊接等)也会对蓄电池模组在成组完成后的各单体电池的一致性产生影响。与此同时，蓄电池模组在实际使用过程中，内部温度场的差异性也同样会对单体电池一致性产生影响。这些影响蓄电池模组不一致的因素，综合起来作用于蓄电池模组将会使其内部单体电池的差异性迅速扩大，最终导致蓄电池模组整体的功率性能下降，实际使用寿命大大降低。

因此，蓄电池模组的不一致的表征应该体现在动态的充放电过程中。而目前行业内提高蓄电池模组内单体电池一致性的方法，通常为通过对单体电池化成分容的数据进行处理分析，将一致性匹配高的电池进行归档配组，以此提高成组后的蓄电池模组的一致程度。但这种方法的弊端为仅参考了单体电池的自身的静态数据，动态充放电过程以及成组工艺对蓄电池模组的一致性影响并没有进一步考察。

如何在生产线的质检过程就能对蓄电池模组内单体电池一致性进行判定且更能体现实际使用过程电池模组的差异情形，是蓄电池测试技术的重要内容，也是提高蓄电池模组实际使用寿命迫切需要解决的问题。

发明内容

为解决现有的蓄电池模组生产制造过程，只注重生产前单体电池的一致性分选以及蓄电池模组分选配组，却忽视组成电池模组后电池内部电池一致性的变化的问题，本发明提出一种检测蓄电池组内单体电池一致性的方法。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种检测蓄电池组内单体电池一致性的方法，包括步骤：

所述电池组为多个单电池串联和/或并联组成，将其中并联的电池模组视作一个电池单体；

在蓄电池组的放电过程中，实时获取蓄电池组中每个单体电池的电压极差、电压相对极差、每个电池单体的电压标准差中的一种或多种；将获取表征蓄电池组内单体电池一致性的统计数值与阈值进行比较，以此对蓄电池组在质检过程中的一致性进行动态检测。

其中，所述的检测蓄电池组内单体电池一致性的方法，以蓄电池组的充放电过程的测试数据作为分析依据，包括以下步骤，

(1)对成品蓄电池模组进行充放电测试，读取单体电压数据。

(2)选取充放过程的任一时刻的各单体电池电压值，通过统计方法，对这一时刻蓄电池模组内各单体电池一致性进行量化。量化的内容包括极差、相对极差、标准差中的一种或多种；

(3)以(2)步骤选取的过程时刻计算得到的蓄电池模组内各单体电池一致性的表征形式以及数值，与设定好的一致性控制阀值进行比较，判定蓄电池模组内各单体电池电压一致性是否满足要求。

计算得到蓄电池模组实时的动态单体电池电压离散程度数值，与设定好的阀值进行比较。低于一致性阀值的，单体电池电压的一致性满足要求；超出设定的一致性阀值的，单体电池电压的差异性则视为过大，不符合要求。

目前现有评价蓄电池组内单体电池的一致性的方式一般采用电压、内阻、容量等电池参数，但内阻和容量均为电池静态下的测量值，无法与实际电池使用过程的充放电过程相结合，所以通常在车载应用过程，评价电池一致性均采用电池电压为判定参数。

本发明将统计学的极差和标准差用以在线判断蓄电池组内单体电池的一致性，结合软件可以做到实时数据记录、计算并与阀值进行比较，使得电池模组内单体电池的一致性判定在质检过程中就加以控制，而不是常规的静态下电池参数的单一状态值的判定，并且结合软件计算，处理数据速度快，偏差问题可以第一时间发现。

其中，对蓄电池模组进行质检充放电测试的制度如下：

1)电池模组放置在检测夹具上，启动程序后，搁置1min；

2)在20±5℃环境条件下，电池系统以2C恒流放电2min或任意单体电池电压达到放电截止电压3.00V，停止放电，静置5min；