本發(fā)明屬于動(dòng)力電池系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法。
背景技術(shù)：
：近年來，電動(dòng)汽車的發(fā)展突飛猛進(jìn)，越來越多的電動(dòng)汽車逐步走入人們的生活。隨著新能源汽車的不斷推廣，電動(dòng)汽車的安全性備受矚目。作為電動(dòng)汽車動(dòng)力之源的電池系統(tǒng)，其安全性及可靠性也極其重要，是整車安全的重要保障之一。一般的，如圖1所示，電池系統(tǒng)由多個(gè)電池包1#、2#、···K#串聯(lián)而成，一端為系統(tǒng)正極，另一端為系統(tǒng)負(fù)極。如圖2所示，電池包由電池組1和電氣回路2這兩部分組成，電池組1由單體電池經(jīng)過串并聯(lián)連接組成，一般采用螺栓連接或焊接方式；電池組1的兩端均連接電氣回路2，一端的電氣回路2末端設(shè)有負(fù)極接口4，另一端的電氣回路上設(shè)有保護(hù)類元器件3，末端設(shè)有正極接口5(一般的，保護(hù)類元器件也可連接于負(fù)極回路)。電氣回路由動(dòng)力航插、熔斷器、接觸器、導(dǎo)電排、動(dòng)力線等連接組成，通常采用螺栓連接方式。電池系統(tǒng)連接的可靠性對(duì)系統(tǒng)的性能及安全性影響重大。若電池系統(tǒng)連接不可靠，輕者會(huì)降低系統(tǒng)放電容量，減少整車?yán)m(xù)駛里程，重者將導(dǎo)致連接點(diǎn)燒蝕、系統(tǒng)短路，從而引發(fā)起火事故。充放電過程的溫升可作為動(dòng)力回路連接可靠性的評(píng)測指標(biāo)，但是需要較長的測試時(shí)間，并且由于不是每個(gè)連接點(diǎn)都有溫度監(jiān)控，因此無法實(shí)現(xiàn)全面評(píng)測。對(duì)于電池系統(tǒng)的電連接可靠性的問題，目前的一般處理手段是采用交流內(nèi)阻測試儀逐個(gè)對(duì)各個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行連接內(nèi)阻測試，并根據(jù)各連接點(diǎn)的內(nèi)阻值判斷電連接質(zhì)量。該方法工作量大，效率低，且存在安全隱患，不適合快速評(píng)測的需要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)動(dòng)力回路的連接故障快速、有效檢測的問題。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，包括下列步驟：1)靜態(tài)下，測量電池系統(tǒng)各電池包的交流電阻；如交流內(nèi)阻滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行步驟2)；2)對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行充放電，測量電池組在要求SOC下短時(shí)充電或放電過程中的整組壓差；如壓差滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行步驟3)；3)計(jì)算電氣回路的直流內(nèi)阻；如直流內(nèi)阻滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，則該電池系統(tǒng)連接可靠。本發(fā)明的電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，采用電池包的交流內(nèi)阻、電池組的壓差及電氣回路的直流內(nèi)阻作為表征電池系統(tǒng)各部分連接可靠性的評(píng)測指標(biāo)。首先在靜態(tài)下，使用測量儀器測量系統(tǒng)中各電池包的交流內(nèi)阻，并與其對(duì)應(yīng)的合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較；交流內(nèi)阻的評(píng)測標(biāo)準(zhǔn)用于排查電池包內(nèi)存在的螺栓漏擰、滑絲、漏焊接等問題。將電池系統(tǒng)分為電池組和電氣回路兩部分，電池組在要求SOC下進(jìn)行短時(shí)間的充電或放電過程中的整組壓差評(píng)測，壓差滿足要求時(shí)表明電池組部分連接可靠；電氣回路部分的連接可靠性通過直流內(nèi)阻評(píng)測，直流內(nèi)阻滿足要求時(shí)表明電氣回路部分連接可靠；電池組壓差及電氣回路直流內(nèi)阻的評(píng)測指標(biāo)用于排查電池包內(nèi)存在的氧化、緊固力矩不達(dá)標(biāo)、虛焊等問題。本發(fā)明的電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，首先在靜態(tài)下測量各電池包的交流內(nèi)阻，能夠簡單方便的排查螺栓漏擰、滑絲、漏焊等問題，該步驟無需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充放電，簡單便捷；接著對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行充放電，測量電池組在要求SOC下短時(shí)充電或放電過程中的整組壓差，能夠直觀快速的排查電池組部分的氧化、緊固扭矩不達(dá)標(biāo)、虛焊等連接問題；充放電結(jié)束后計(jì)算電氣回路的直流內(nèi)阻，保證電氣回路部分連接可靠。該測試方法將電池系統(tǒng)分為電池組及電氣回路兩部分進(jìn)行評(píng)測，覆蓋全面，同時(shí)方便故障定位；可以有效排查動(dòng)力回路的連接異常，實(shí)現(xiàn)了電池系統(tǒng)連接可靠性的準(zhǔn)確、快速評(píng)測，保證了電池系統(tǒng)的安全性及可靠性。步驟1)中，電池包交流內(nèi)阻合格標(biāo)準(zhǔn)采用如下方法確定：首先計(jì)算電池包樣本交流內(nèi)阻的平均值u和方差v；其次根據(jù)交流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，確定交流內(nèi)阻的合格標(biāo)準(zhǔn)為(u-mv，u+mv)，其中m的取值由設(shè)定的生產(chǎn)合格率確定。步驟2)中，電池組在要求SOC下短時(shí)充電或放電過程中的整組壓差的合格標(biāo)準(zhǔn)采用如下方法確定：首先計(jì)算電池系統(tǒng)樣本中包含的單體電池直流內(nèi)阻的方差δ，其次根據(jù)直流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，確定壓差的合格標(biāo)準(zhǔn)為(0，2mδ×I)，其中m的取值由設(shè)定的生產(chǎn)合格率確定，I為充電或放電的電流值。步驟2)中，所述要求SOC為30％SOC～70％SOC；短時(shí)充電或放電過程是指充電或放電0.5～5min。步驟3)中，電氣回路的直流內(nèi)阻等于電池系統(tǒng)的直流內(nèi)阻減去電池組的直流內(nèi)阻；電池組的直流內(nèi)阻等于系統(tǒng)內(nèi)各單體電池的直流內(nèi)阻之和。步驟3)中，電氣回路直流內(nèi)阻合格標(biāo)準(zhǔn)采用如下方法確定：首先計(jì)算電池系統(tǒng)樣本中電氣回路的直流內(nèi)阻的平均值μ與方差σ；其次根據(jù)直流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，確定直流內(nèi)阻的合格標(biāo)準(zhǔn)為(μ-mσ，μ+mσ)，其中m的取值由設(shè)定的生產(chǎn)合格率確定。直流內(nèi)阻的測試方法為：首先對(duì)電池系統(tǒng)使用I1進(jìn)行放電或充電T1秒，然后靜置T2秒；記錄T1秒結(jié)束時(shí)刻的電池系統(tǒng)總壓為U01，各單體電池的電壓為U11，…，UN1；T2秒結(jié)束時(shí)刻的電池系統(tǒng)總壓為U02，各單體電池的電壓為U12，…，UN2；其中N為電池系統(tǒng)中的電池串?dāng)?shù)；則電池系統(tǒng)和各單體電池的直流內(nèi)阻分別為：電池系統(tǒng)的直流內(nèi)阻DCR0＝∣U01-U02∣/I1；單體電池的直流內(nèi)阻DCR1＝∣U11-U12∣/I1，…，DCRN＝∣UN1-UN2∣/I1。進(jìn)一步的，本發(fā)明的電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，結(jié)合對(duì)生產(chǎn)的不良率控制，制定了電池包的交流內(nèi)阻、電池組的壓差及電氣回路部分的直流內(nèi)阻這3項(xiàng)指標(biāo)的合格標(biāo)準(zhǔn)的確定方法，科學(xué)合理，對(duì)電池系統(tǒng)的連接可靠性判定準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高了連接可靠性的評(píng)測效率；該方法能夠全面、快速、有效的排查電池系統(tǒng)中動(dòng)力回路的連接故障，提高電池系統(tǒng)的安全性能。附圖說明圖1為電池系統(tǒng)組成示意圖；圖2為電池包組成示意圖；圖3為正態(tài)分布概率圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。具體實(shí)施方式提供一種電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，該方法包括兩部分，一部分時(shí)能夠評(píng)判電池系統(tǒng)各部分連接可靠性的評(píng)測指標(biāo)及其測試方法；另一部分是針對(duì)各項(xiàng)評(píng)測指標(biāo)的合格標(biāo)準(zhǔn)的制定方法。假設(shè)電池系統(tǒng)樣本共包含K個(gè)相同的電池包，電池組的串?dāng)?shù)為N；選取M套電池系統(tǒng)樣本進(jìn)行測試。實(shí)施例1的電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法，包括如下步驟：1)靜態(tài)下，使用測試儀表分別測量電池系統(tǒng)中各個(gè)電池包的交流電阻，并與相應(yīng)的合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較；如交流內(nèi)阻滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行步驟2)；如交流內(nèi)阻超出合格標(biāo)準(zhǔn)，則表明電池包的連接存在異常；2)在50％SOC下，使用電流I對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行放電或充電1min，查看電池組部分的最大壓差，記為ΔU；如壓差滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，表明電池組部分的連接可靠性正常，則進(jìn)行步驟3)；如壓差超出合格標(biāo)準(zhǔn)，表明電池組部分的連接存在異常；3)按照表1中的測試工步進(jìn)行放電測試；表1直流內(nèi)阻測試工步序號(hào)工步名稱電流時(shí)間1恒流放電I1T12擱置---T2按如下步驟計(jì)算電氣回路的直流內(nèi)阻：①提取工步1結(jié)束時(shí)刻的系統(tǒng)總壓U01，及各單體電池的電壓U11，U21，…，UN1(N為系統(tǒng)電池組的總串?dāng)?shù))；②提取工步2結(jié)束時(shí)刻的系統(tǒng)總壓U02，及各單體電池的電壓U12，U22，…，UN2(N為系統(tǒng)電池組的總串?dāng)?shù))；③提取工步1結(jié)束時(shí)刻的電流I1；④計(jì)算電池系統(tǒng)的直流電阻DCR0＝∣U01-U02∣/I1；⑤計(jì)算各單體電池的直流內(nèi)阻DCR1＝∣U11-U12∣/I1，…，DCRN＝∣UN1-UN2∣/I1；⑥計(jì)算電池組部分的直流內(nèi)阻DCR電池組＝∑(DCR1+…+DCRN)；⑦計(jì)算電氣回路的直流內(nèi)阻DCR電氣回路＝DCR0-DCR電池組；對(duì)比電氣回路的直流電阻與合格標(biāo)準(zhǔn)，如直流內(nèi)阻滿足合格標(biāo)準(zhǔn)，表明電氣回路部分的連接無異常，則該電池系統(tǒng)連接可靠；如電氣回路的直流內(nèi)阻超出合格標(biāo)準(zhǔn)，表明電氣回路部分的連接異常。上述的電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法中，所用的合格標(biāo)準(zhǔn)的確定方法如下：一、電池包交流內(nèi)阻合格標(biāo)準(zhǔn)的確定：(1)統(tǒng)計(jì)M套樣本中各電池包的交流內(nèi)阻：ACR11，…，ACR1K，ACR21，…，ACR2K，…，ACRM1，…，ACRMK；(2)計(jì)算電池包交流內(nèi)阻的平均值u及標(biāo)準(zhǔn)差v；(3)根據(jù)交流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間(如圖3所示)，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，設(shè)定99.73％的生產(chǎn)合格率，m＝3，則電池包交流內(nèi)阻ACR電池包的合格標(biāo)準(zhǔn)為：u-3v＜ACR電池包＜u+3v；滿足該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判定合格。二、電池組壓差ΔU合格標(biāo)準(zhǔn)的確定：(1)統(tǒng)計(jì)M套系統(tǒng)的單體電池直流內(nèi)阻：DCR11，…，DCR1N，DCR21，…，DCR2N，…，DCRM1，…，DCRMN；(2)計(jì)算各套系統(tǒng)內(nèi)單體電池直流內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)差：δ1，…，δM；(3)計(jì)算平均標(biāo)準(zhǔn)差：(4)根據(jù)直流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間(如圖3所示)，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，設(shè)定99.73％的生產(chǎn)合格率，m取3，則50％SOC下放電或充電1min的壓差ΔU的合格標(biāo)準(zhǔn)為：滿足該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判定合格。三、電氣回路的直流內(nèi)阻DCR電氣回路合格標(biāo)準(zhǔn)的確定：(1)統(tǒng)計(jì)M套系統(tǒng)電氣回路部分的直流內(nèi)阻：DCR1電氣回路，…，DCRM電氣回路；(2)計(jì)算電氣回路部分直流內(nèi)阻的平均值μ及標(biāo)準(zhǔn)差σ；(3)根據(jù)直流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間(如圖3所示)，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，設(shè)定99.73％的生產(chǎn)合格率，m取3，則電氣回路部分的直流內(nèi)阻DCR電氣回路的合格標(biāo)準(zhǔn)為：μ-3σ＜DCR電氣回路＜μ+3σ；滿足該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判定合格。實(shí)驗(yàn)例本實(shí)驗(yàn)例采用上述的電池系統(tǒng)連接可靠性測試方法的電源系統(tǒng)進(jìn)行測試，包括如下內(nèi)容：所測電源系統(tǒng)由2并36串200Ah磷酸鐵鋰體系電池組成，共包含3個(gè)電池箱。下面給出3套測試系統(tǒng)的電池包交流內(nèi)阻、電池組壓差ΔU、電氣回路直流內(nèi)阻DCR電氣回路等的實(shí)測數(shù)據(jù)，判定標(biāo)準(zhǔn)、判定結(jié)果以及三項(xiàng)指標(biāo)合格標(biāo)準(zhǔn)的確定方法。三套測試系統(tǒng)的測試結(jié)果如表2所示。表2三套測試系統(tǒng)的測試結(jié)果上述電池系統(tǒng)連接可靠性的測試方法中，三項(xiàng)指標(biāo)合格標(biāo)準(zhǔn)的確定方法如下：一、電池包交流內(nèi)阻合格標(biāo)準(zhǔn)的確定(如表3所示)：表3電池包交流內(nèi)阻(mΩ)統(tǒng)計(jì)表根據(jù)交流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間(如圖3所示)，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，設(shè)定99.73％的生產(chǎn)合格率，m＝3，則電池包交流內(nèi)阻ACR電池包的合格標(biāo)準(zhǔn)(u-3v，u+3v)為：(3.53mΩ，4.08mΩ)；滿足該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判定合格。二、電池組壓差ΔU合格標(biāo)準(zhǔn)的確定(如表4所示)：表4系統(tǒng)內(nèi)單體電池直流內(nèi)阻(mΩ)統(tǒng)計(jì)表根據(jù)直流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間(如圖3所示)，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的不良率控制，設(shè)定99.73％的生產(chǎn)合格率，對(duì)電池組DCR偏差取的范圍，即：電池組DCR的偏差則電池組部分連接可靠性測試壓差ΔU的合格標(biāo)準(zhǔn)為：即ΔU≤26mV。三、電氣回路的直流內(nèi)阻DCR電氣回路合格標(biāo)準(zhǔn)的確定(如表5所示)：表5電氣回路的直流內(nèi)阻DCR電氣回路的計(jì)算與統(tǒng)計(jì)表根據(jù)直流內(nèi)阻服從正態(tài)分布的概率區(qū)間(如圖3所示)，并結(jié)合生產(chǎn)的不良率控制，設(shè)定99.73％的生產(chǎn)合格率，m取3，則電氣回路部分的直流內(nèi)阻DCR電氣回路的合格標(biāo)準(zhǔn)(μ-3σ，μ+3σ)為：(16.97mΩ，25.57mΩ)。滿足該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判定合格。當(dāng)前第1頁1 2 3