[发明专利]一种自动置换动力电池组中一致性差的单体电池的方法

说明书

一种自动置换动力电池组中一致性差的单体电池的方法，首先判断并定位一致性差的单体电池：(1)采集电池组中各单体电池端电压值，计算单体电池的端电压极差值r，如果r≥20％×V_n，则需要启动冗余电池置换一致性差的单体电池，(2)定位电池组中具体需要置换的单体电池：计算相对极差值Rr，当某个单体电池的Rr≥20％时，则定位到该单体电池需要被冗余电池置换；然后断开含有一致性差单体电池的电路，同时将冗余电池所在电路接入原电路中，以完成冗余电池代替一致性差单体电池的过程。本发明方法能够快速、自动检测一致性差的电池并进行置换，保持整个电池组良好性能，减少维修成本和能量损耗、提升能量转化率和安全性。

技术领域

本发明属于动力电池应用领域，具体涉及一种自动置换动力电池组中一致性差的单体电池的方法。

背景技术

节能环保的电动汽车正成为解决能源与环境问题的关键措施之一，而动力电池作为电动汽车的储能元件和供电电源，在电动汽车中占着核心作用。锂离子动力电池由于循环寿命高、能量密度大、自放电率低等显著优点，在电动汽车领域获得了广泛应用。由于单块锂离子电池的电压较低、能量有限，通常在应用中将多个单体电池串并联组成电池组，以满足电动汽车所需的电压和功率要求。

由于工艺制备的局限性，即使是同批次生产出的单体电池，也会存在电压、容量、内阻及自放电率的差异性，即一致性不同。所以，多个单体电池串并联组成电池组在应用中会出现的“木桶效应”问题，即电池组中性能最差的单体电池决定了整个电池组的性能。若性能不一致的单体电池不及时调整或置换，在使用过程中容易出现过充、过放、过温等异常状况，最终可能出现电池热失控等安全性问题。所以，通常电池组中设计均衡电路模块，电池组在应用过程中通过均衡电路对电池组中的单体电池进行实时调节，以保持整个电池组中单体电池的一致性。但是，当某一单体电池的不一致性超出了应用阈值时，仅仅依靠均衡电路模块也无法调节，所以，此时必须将一致性非常差的单体电池排除在电池模块以外，以提高整个电池组的性能及其安全性，目前还未有在线自动置换动力电池组中一致性差的单体电池及其检测的方法。

发明内容

为了解决现有技术的不足,本发明的目的是提供一种自动置换动力电池组中一致性差的单体电池的方法，实现电池一致性能快速检测、单体电池置换控制过程，以保持整个电池组良好性能，减少维修成本和能量损耗、提升能量转化率和安全性。

本发明采取的技术方案是：

一种自动置换动力电池组中一致性差的单体电池的方法，包括以下步骤：

步骤一：判断并定位一致性差的单体电池

(1)采集电池组中各单体电池端电压值，计算单体电池的端电压极差值r，如果r≥20％×V_n，则需要启动冗余电池置换一致性差的单体电池，

r＝max(V_x-V_y)

其中，V_x和V_y为两个不同单体电池端电压值，V_n为电池组中单体电池出厂时的标称电压值；

(2)定位电池组中具体需要置换的单体电池：计算相对极差值Rr，当某个单体电池的Rr≥20％时，则定位到该单体电池需要被冗余电池置换，

其中，V_i为某单体电池端电压值，为所有单体电池端电池平均值；

步骤二：使用冗余电池置换一致性差的单体电池

断开含有一致性差单体电池的电路，同时将冗余电池所在电路接入原电路中，以完成冗余电池代替一致性差单体电池的过程。