一種動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法及裝置，屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于動(dòng)力電池容量和端電壓的限制，在電動(dòng)車輛采用的動(dòng)力電池應(yīng)用中通常需要 多個(gè)電池進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)組合來達(dá)到較高的電壓和較大的容量。而由于電池特性的高度非 線性，同時(shí)電池組中眾多電池之間存在制造工藝、材質(zhì)、使用環(huán)境、連接方式等差異，單個(gè)電 池之間存在容量、端電壓和內(nèi)阻的不一致在所難免。因此電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組在長(zhǎng)期的充 放電過程中，由于電池組內(nèi)各單體電池間充電接受能力的差異、自放電率的差異、容量衰減 速率的差異，可能會(huì)導(dǎo)致各電芯在充放電時(shí)的實(shí)時(shí)電壓分配不均，呈發(fā)散趨勢(shì)，容易造成電 池組內(nèi)部電池離散性加大，個(gè)別電池性能衰減加劇，從而導(dǎo)致整組電池失效，因此將影響整 個(gè)電池系統(tǒng)的可靠性。
[0003] 為解決上述問題，當(dāng)前的電池管理系統(tǒng)均衡設(shè)計(jì)大多數(shù)都是通過單體壓差來判斷 電池的不一致性，由于單體壓差只能反映整個(gè)電池組中最高單體電壓與最低單體電壓的差 值，無法反映所有單體電壓的分布情況，導(dǎo)致對(duì)一致性判斷較片面，判斷結(jié)果也不準(zhǔn)確。動(dòng) 力電池組的一致性檢測(cè)直接影響到電池組的使用性能，并且是電池均衡控制的理論基礎(chǔ)， 因此如何對(duì)成組后的動(dòng)力電池組進(jìn)行一致性檢測(cè)是電池成組應(yīng)用技術(shù)中需要解決的主要 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有的電池管理技術(shù)存在的只能反映整個(gè)電池組中最高單體電壓 與最低單體電壓的差值，無法反映所有單體電壓的分布情況的問題，進(jìn)而提出了一種動(dòng)力 電池組一致性檢測(cè)方法及裝置。本發(fā)明提出的技術(shù)方案包括：
[0005] 一種動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，所述動(dòng)力電池組由多個(gè)電池單體串及/或并聯(lián) 組成，并通過采樣線束與電池管理系統(tǒng)連接，所述電池管理系統(tǒng)用于控制所述動(dòng)力電池組 充電或放電，所述方法包括：
[0006] 在SOC(StateofCharge，荷電狀態(tài)）為100%的動(dòng)力電池組的放電過程中，每隔 預(yù)定百分?jǐn)?shù)的S0C獲取所述動(dòng)力電池組中每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì) 偏差中的任意一種以及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差；
[0007] 將所述每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任意一種或幾種 的組合以及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差與閾值進(jìn)行比較，以對(duì)所述動(dòng)力電池組的一致性進(jìn) 行檢測(cè)。
[0008] 在本發(fā)明所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法中，每個(gè)所述電池單體的極端電壓偏 差包括極端電壓正偏差和極端電壓負(fù)偏差，所述極端電壓正偏差和所述極端電壓負(fù)偏差分 別通過以下方法計(jì)算獲得：
[0009] r; = r--V _〇]
[0011] 其中，匕 +表示所述極端電壓正偏差，￥_表示所述電池單體的最高電壓，歹表示所 有單體電池的電壓平均值，G表示所述極端電壓負(fù)偏差，vmin表示所述電池單體的最低電 壓。
[0012] 在本發(fā)明所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法中，每個(gè)所述電池單體的極端電壓相 對(duì)偏差包括極端電壓相對(duì)正偏差和極端電壓相對(duì)負(fù)偏差，所述極端電壓相對(duì)正偏差和極端 電壓相對(duì)負(fù)偏差分別通過以下方法計(jì)算獲得：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，所述動(dòng)力電池組由多個(gè)電池單體串及/或并聯(lián)組 成，并通過采樣線束與電池管理系統(tǒng)連接，所述電池管理系統(tǒng)用于控制所述動(dòng)力電池組充 電或放電，其特征在于，所述方法包括： 在荷電狀態(tài)SOC為100 %的動(dòng)力電池組的放電過程中，每隔預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC獲取所述 動(dòng)力電池組中每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任意一種以及每個(gè) 電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差； 將所述每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任意一種或幾種的組 合以及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差與閾值進(jìn)行比較，以對(duì)所述動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行檢 測(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，每個(gè)所述電池單體 的極端電壓偏差包括極端電壓正偏差和極端電壓負(fù)偏差，所述極端電壓正偏差和所述極端 電壓負(fù)偏差分別通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，匕 +表示所述極端電壓正偏差，￥_表示所述電池單體的最高電壓，歹表示所有單 體電池的電壓平均值，巧表示所述極端電壓負(fù)偏差，Vmin表示所述電池單體的最低電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，每個(gè)所述電池單體 的極端電壓相對(duì)偏差包括極端電壓相對(duì)正偏差和極端電壓相對(duì)負(fù)偏差，所述極端電壓相對(duì) 正偏差和極端電壓相對(duì)負(fù)偏差分別通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，G表示所述極端電壓相對(duì)正偏差，￡表示所述極端電壓相對(duì)負(fù)偏差。
4. 如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，每個(gè)所述電池單體 的電壓標(biāo)準(zhǔn)差通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，V。表示電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差，Vi表示第i個(gè)電池單體的電壓，n表示所述動(dòng)力 電池組中電池單體的數(shù)量，n表示自然數(shù)且iGn。
5. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，在SOC為10%? 100%的范圍內(nèi)，所述閾值包括：所述電壓標(biāo)準(zhǔn)差的閾值范圍為0. 007?0. 02,所述極端電 壓偏差的閾值范圍為21mV?30mV，所述極端電壓相對(duì)偏差的閾值范圍為0. 7%?1% ;在 S0C為0?10%的范圍內(nèi)，所述閾值包括：所述電壓標(biāo)準(zhǔn)差的閾值范圍為0. 068?0. 07， 所述極端電壓偏差的閾值范圍為l〇〇mV?200mV，所述極端電壓相對(duì)偏差的閾值范圍為 11% ?12%〇
6. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，在SOC為100%的動(dòng) 力電池組的放電過程中，每隔預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC還獲取所述動(dòng)力電池組中每個(gè)電池單體的 電壓變異系數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，每個(gè)所述電池單體 的電壓變異系數(shù)通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，I。表示電池單體的電壓變異系數(shù)，V。表示電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差，f表示所有 單體電池的電壓平均值。
8. 如權(quán)利要求7所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，在SOC為10%? 100%的范圍內(nèi)，所述閾值還包括：所述電壓變異系數(shù)的閾值范圍為0. 21 %?0. 5%;在SOC 為0?10%的范圍內(nèi)，所述閾值還包括：所述電壓變異系數(shù)的閾值范圍為2. 4%?3%。
9. 如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法，其特征在于，所述方 法還包括： 通過放電裝置對(duì)所述動(dòng)力電池組按預(yù)定放電倍率進(jìn)行恒流放電，直至達(dá)到所述電池管 理系統(tǒng)自動(dòng)終止放電，靜止預(yù)定時(shí)間； 通過充電裝置對(duì)所述動(dòng)力電池組按預(yù)定充電倍率進(jìn)行恒流充電，當(dāng)總電壓達(dá)到預(yù)定值 時(shí)變?yōu)楹銐撼潆?，?dāng)充電倍率降為預(yù)定充電值時(shí)充電終止，所述電池管理系統(tǒng)將所述動(dòng)力 電池組的SOC修正為100%。
10. -種動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)裝置，所述動(dòng)力電池組由多個(gè)電池單體串及/或并聯(lián) 組成，并通過采樣線束與電池管理系統(tǒng)連接，所述電池管理系統(tǒng)用于控制所述動(dòng)力電池組 充電或放電，其特征在于，所述裝置包括： 數(shù)據(jù)獲取單元，用于在荷電狀態(tài)SOC為100%的動(dòng)力電池組的放電過程中，每隔預(yù)定百 分?jǐn)?shù)的SOC獲取所述動(dòng)力電池組中每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中 的任意一種以及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差； 檢測(cè)單元，將所述每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任意一種以 及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差與閾值進(jìn)行比較以對(duì)所述動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行檢測(cè)。
11. 如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)裝置，其特征在于，在所述數(shù)據(jù)獲取 單元中，每個(gè)所述電池單體的極端電壓偏差包括極端電壓正偏差和極端電壓負(fù)偏差，所述 極端電壓正偏差和所述極端電壓負(fù)偏差分別通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，匕 +表示所述極端電壓正偏差，表示所述電池單體的最高電壓，F(xiàn)表示所有單 體電池的電壓平均值，表示所述極端電壓負(fù)偏差，vmin表示所述電池單體的最低電壓； 每個(gè)所述電池單體的極端電壓相對(duì)偏差包括極端電壓相對(duì)正偏差和極端電壓相對(duì)負(fù) 偏差，所述極端電壓相對(duì)正偏差和極端電壓相對(duì)負(fù)偏差分別通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，G表示所述極端電壓相對(duì)正偏差，G表示所述極端電壓相對(duì)負(fù)偏差； 每個(gè)所述電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，V。表示電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差，Vi表示第i個(gè)電池單體的電壓，n表示所述動(dòng)力 電池組中電池單體的數(shù)量，n表示自然數(shù)且iGn。
12. 如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)獲取單 元還用于在SOC為100 %的動(dòng)力電池組的放電過程中，每隔預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC獲取所述動(dòng)力 電池組中每個(gè)電池單體的電壓變異系數(shù)。
13. 如權(quán)利要求12所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)裝置，其特征在于，在所述數(shù)據(jù)獲取 單元中，所述每個(gè)電池單體的電壓變異系數(shù)通過以下方法計(jì)算獲得：
其中，I。表示電池單體的電壓變異系數(shù)，V。表示電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差，歹表示所有 單體電池的電壓平均值。
14. 如權(quán)利要求10至13任意一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述裝置還包括： 放電單元，用于通過放電裝置對(duì)所述動(dòng)力電池組按預(yù)定放電倍率進(jìn)行恒流放電，直至 達(dá)到所述電池管理系統(tǒng)自動(dòng)終止放電，靜止預(yù)定時(shí)間； 充電單元，用于通過充電裝置對(duì)所述動(dòng)力電池組按預(yù)定充電倍率進(jìn)行恒流充電，當(dāng)總 電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)變?yōu)楹銐撼潆?，?dāng)充電倍率降為預(yù)定充電值時(shí)充電終止，所述電池管理 系統(tǒng)將所述動(dòng)力電池組的SOC修正為100%。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池組一致性檢測(cè)方法及裝置，屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：在動(dòng)力電池組的放電過程中，獲取動(dòng)力電池組中每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任意一種以及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差；將每個(gè)電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任意一種或幾種的組合以及每個(gè)電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差與閾值進(jìn)行比較以對(duì)動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明將動(dòng)力電池組中電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對(duì)偏差中的任一種以及電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差作為參數(shù)，能有效表示電池之間的內(nèi)在差異，將相應(yīng)參數(shù)與閾值進(jìn)行比較以對(duì)動(dòng)力電池組的一致性進(jìn)行檢測(cè)，具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)過程穩(wěn)定可靠及評(píng)判結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號(hào)】CN104614675
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410855854
【發(fā)明人】張紅昌, 牟其勇, 趙迎賓
【申請(qǐng)人】普天新能源車輛技術(shù)有限公司, 普天新能源有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日