專利名稱：動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動(dòng)力電池的一致性評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染的日益加劇和能源危機(jī)的日趨嚴(yán)重，迫切需要開(kāi)發(fā)節(jié)能環(huán)保的新能源汽車。其中，電池技術(shù)是阻礙新能源汽車進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸所在。為了達(dá)到一定的電壓、功率和能量等級(jí)，需要將多個(gè)單體電池串聯(lián)或并聯(lián)成組使用，但是由于電池在生產(chǎn)和使用過(guò)程中存在的不一致性，成組電池在容量利用、安全和循環(huán)壽命等方面的性能遠(yuǎn)不及單只電池，導(dǎo)致動(dòng)力電池組無(wú)法滿足整車性能需求。針對(duì)此問(wèn)題，傳統(tǒng)的解決方法是電池在成組使用前，進(jìn)行嚴(yán)格的一致性篩查，挑選出一致性好的單體電池組成電池組。其次電池組在使用過(guò)程中利用外加電路來(lái)管理和均衡電池組中的單體電池的充放電狀態(tài)，通過(guò)釋放回路把處在較高電壓狀態(tài)的電池的電壓降下來(lái)從而達(dá)到均衡。其中，動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)直接影響到電池組的使用性能，并且是電池均衡控制策略的理論基礎(chǔ)，因此如何對(duì)成組后的動(dòng)力電池組進(jìn)行一致性評(píng)價(jià)是電池成組應(yīng)用技術(shù)中需要解決的主要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題，特別提出一種動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法，該方法可以操作簡(jiǎn)單方法且評(píng)判準(zhǔn)確性高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟:在預(yù)設(shè)環(huán)境溫度下，將動(dòng)力電池組按照預(yù)設(shè)放電倍率自荷電狀態(tài)為100%開(kāi)始放電，且每當(dāng)所述荷電狀態(tài)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)且經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，以預(yù)設(shè)脈沖放電電流進(jìn)行脈沖放電，脈沖放電后，繼續(xù)以當(dāng)前荷電狀態(tài)進(jìn)行放電，其中，所述動(dòng)力電池組包括多個(gè)單體電池；計(jì)算每個(gè)所述單體電池在每當(dāng)降低所述預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)后的脈沖放電過(guò)程中的脈沖放電電壓降，根據(jù)所述脈沖放電電壓降和所述預(yù)設(shè)脈沖放電電流計(jì)算每個(gè)所述單體電池的直流內(nèi)阻，并根據(jù)每個(gè)所述單體電池的直流內(nèi)阻計(jì)算所述直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差；將每個(gè)所述單體直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差與所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值進(jìn)行比較以對(duì)所述動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法,考慮到電池在放電過(guò)程中不同荷電狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，并且以電池直流內(nèi)阻作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有效表示電池之間的內(nèi)在差異，操作簡(jiǎn)單方便、評(píng)判準(zhǔn)確性高且評(píng)判過(guò)程快捷、穩(wěn)定可靠。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)每個(gè)所述單體電池的直流內(nèi)阻計(jì)算所述直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差，包括如下步驟:
S = -，
\ n-\
其中，S為單體電池的標(biāo)準(zhǔn)差，Ri為第i個(gè)電池單體的直流內(nèi)阻，i = 1，2......n，n為所述動(dòng)力電池組中單體電池的數(shù)量，及為所有單體電池的直流內(nèi)阻的平均值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述單體直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差小于所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值時(shí)，則判斷所述動(dòng)力電池組的一致性良好，否則判斷所述動(dòng)力電池組的一致性差。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)環(huán)境溫度為0 50攝氏度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)放電倍率為0.5 3C。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)為10%。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為15 40分鐘。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)脈沖放電電流為5 10C。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，以預(yù)設(shè)脈沖放電電流進(jìn)行脈沖放電的脈沖放電時(shí)間為5 20秒。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值為0.0184。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法的流程框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的荷電狀態(tài)值為50%下的脈沖放電過(guò)程中的單體電池的電壓電流-時(shí)間曲線；以及圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)力電池在各個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差-SOC曲線。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來(lái)表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書(shū)的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。由動(dòng)力電池的基本原理可知，電池的特性不僅與電池的容量、工作電壓、內(nèi)阻相關(guān)，在使用過(guò)程中也與電池的S0C(State of Charge，荷電狀態(tài))密切相關(guān)。本發(fā)明提出的動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法在進(jìn)行電池組一致性評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)不同SOC狀態(tài)下進(jìn)行各單體電池直流內(nèi)阻的比較，從而可以得到對(duì)電池組的一致性的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。下面參考圖1至圖3描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟:
步驟S101，在預(yù)設(shè)環(huán)境溫度下，將動(dòng)力電池組按照預(yù)設(shè)放電倍率自荷電狀態(tài)為100%開(kāi)始放電，且每當(dāng)荷電狀態(tài)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)且經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，以預(yù)設(shè)脈沖放電電流進(jìn)行脈沖放電，脈沖放電后繼續(xù)以當(dāng)前荷電狀態(tài)進(jìn)行放電。其中。動(dòng)力電池組中包括有多個(gè)單體電池。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)設(shè)環(huán)境溫度可以為0 50攝氏度。在該預(yù)設(shè)環(huán)境溫度下，將動(dòng)力電池組按照預(yù)設(shè)放電倍率從SOC (State of Charge，荷電狀態(tài))為100%開(kāi)始放電。其中，預(yù)設(shè)放電倍率為0.5 3C。每當(dāng)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)，即放電預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)后，且經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，設(shè)置一個(gè)脈沖放電過(guò)程。其中，預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)可以為10%，預(yù)設(shè)時(shí)間為15 40分鐘。脈沖放電過(guò)程為以預(yù)設(shè)脈沖放電電流I進(jìn)行的脈沖放電過(guò)程。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，預(yù)設(shè)脈沖放電電流I為5 10C。其中，脈沖放電過(guò)程的放電時(shí)間可以為5 20秒。在經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖放電過(guò)程后，動(dòng)力電池在當(dāng)前荷電狀態(tài)的基礎(chǔ)上繼續(xù)放電。當(dāng)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)又降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)且經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，再經(jīng)歷一個(gè)脈沖放電過(guò)程，如此循環(huán)直至放電完成。步驟S102，計(jì)算每個(gè)單體電池在每當(dāng)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)后的脈沖放電過(guò)程中的脈沖放電電壓降，根據(jù)脈沖放電電壓降和預(yù)設(shè)脈沖放電電流計(jì)算每個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻，并根據(jù)每個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻計(jì)算所述直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差。在步驟SlOl的放電過(guò)程中，計(jì)算動(dòng)力電池組中的每個(gè)單體電池的每當(dāng)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)后的脈沖放電過(guò)程中的脈沖放電電壓降A(chǔ)Vi。圖2為動(dòng)力電池組在SOC為50%下的脈沖放電過(guò)程中的電壓-時(shí)間曲線。如圖2所示，在脈沖放電開(kāi)始時(shí)，單體電池出現(xiàn)一個(gè)跳躍式的電壓降。該電壓降是由電池的歐姆電阻引起的壓降。隨后，電壓出現(xiàn)緩慢下降，這部分緩慢下降是由極化內(nèi)阻引起的壓降。

然后根據(jù)上述計(jì)算到的脈沖放電電壓降A(chǔ)Vi和預(yù)設(shè)脈沖放電電流I計(jì)算相應(yīng)的各個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻Ri。Ri = A Vi/I,其中，AVi為動(dòng)力電池組中第i個(gè)單體電池的脈沖放電電壓降，Ri為動(dòng)力電池組中第i個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻，i = 1,2......n, n為所述動(dòng)力電池組中單體電池的數(shù)量。脈沖過(guò)程中的直流內(nèi)阻可以同時(shí)反映電池的歐姆電阻和極化的影響，即由直流內(nèi)阻體現(xiàn)電池的內(nèi)在差異。從而，通過(guò)比較不同的SOC狀態(tài)下的直流內(nèi)阻，可以準(zhǔn)確地判斷各個(gè)單體電池的一致性。根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻Ri，單位為歐姆Q，計(jì)算所有單體電池的平均直流內(nèi)阻及。然后，根據(jù)各個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻Ri以及平均直流內(nèi)阻;^計(jì)算動(dòng)力電池組的直流內(nèi)組的標(biāo)準(zhǔn)差S。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟: 在預(yù)設(shè)環(huán)境溫度下，將動(dòng)力電池組按照預(yù)設(shè)放電倍率自荷電狀態(tài)為100 %開(kāi)始放電，且每當(dāng)所述荷電狀態(tài)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)且經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，以預(yù)設(shè)脈沖放電電流進(jìn)行脈沖放電，脈沖放電后繼續(xù)以當(dāng)前荷電狀態(tài)進(jìn)行放電，其中，所述動(dòng)力電池組包括多個(gè)單體電池；計(jì)算每個(gè)所述單體電池在每當(dāng)降低所述預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)后的脈沖放電過(guò)程中的脈沖放電電壓降，根據(jù)所述脈沖放電電壓降和所述預(yù)設(shè)脈沖放電電流計(jì)算每個(gè)所述單體電池的直流內(nèi)阻，并根據(jù)每個(gè)所述單體電池的直流內(nèi)阻計(jì)算所述直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差； 將每個(gè)所述單體直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差與所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值進(jìn)行比較以對(duì)所述動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行評(píng)估。
2.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述根據(jù)每個(gè)所述單體電池的直流內(nèi)阻計(jì)算所述直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差，包括如下步驟:
3.如權(quán)利要求2所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，當(dāng)所述單體直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差小于所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值時(shí)，則判斷所述動(dòng)力電池組的一致性良好，否則判斷所述動(dòng)力電池組的一致性差。
4.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)環(huán)境溫度為0 50攝氏度。
5.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)放電倍率為0.5 3C。
6.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)為10%。
7.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為15 40分鐘。
8.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)脈沖放電電流為5 10C。
9.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，以預(yù)設(shè)脈沖放電電流進(jìn)行脈沖放電的脈沖放電時(shí)間為5 20秒。
10.如權(quán)利要求1所述的一致性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值為0.0184。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力電池組的一致性評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟在預(yù)設(shè)環(huán)境溫度下，將動(dòng)力電池組按照預(yù)設(shè)放電倍率自荷電狀態(tài)為100％開(kāi)始放電，且每當(dāng)荷電狀態(tài)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)且經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，以預(yù)設(shè)脈沖放電電流進(jìn)行脈沖放電，脈沖放電后繼續(xù)以當(dāng)前荷電狀態(tài)進(jìn)行放電；計(jì)算每個(gè)單體電池在每當(dāng)降低預(yù)設(shè)荷電狀態(tài)后的脈沖放電過(guò)程中的脈沖放電電壓降，根據(jù)脈沖放電電壓降和預(yù)設(shè)脈沖放電電流計(jì)算每個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻，并根據(jù)每個(gè)單體電池的直流內(nèi)阻計(jì)算直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差；將每個(gè)單體直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差與標(biāo)準(zhǔn)差閾值進(jìn)行比較以對(duì)動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行評(píng)估。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單方便、評(píng)判準(zhǔn)確性高且評(píng)判過(guò)程快捷、穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)G01R27/08GK103163467SQ201110421769
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者吳生先 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司