本發(fā)明涉及電池應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種電池模組電壓處理方法。

背景技術(shù)：

目前，電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、通信設(shè)備后備電源基本均采用鋰電池模組，鋰電池模組一般根據(jù)電池組合原則，將電壓相同、soc相同的電池進(jìn)行組裝，在實(shí)際生產(chǎn)過程中需先經(jīng)過電壓、內(nèi)阻分選配組后再組裝。

在現(xiàn)有的組裝技術(shù)中，效率低，成本高，電池包一致性不夠顯著；以一臺(tái)100kwh的電池包計(jì)算，如采用18650小容量電芯（如3.6v3ah電芯）的電芯數(shù)，則需要9260個(gè)；即，需要大量電芯才能滿足一組電池包的數(shù)量；同批次一個(gè)容量檔常常會(huì)分出多個(gè)檔，主要原因在于設(shè)備的誤差、存放時(shí)的溫度差異，這導(dǎo)致電芯使用率非常低、占用場(chǎng)地大、設(shè)備投入成本高、電池包成品的充放電壓差大、一致性不好等問題。

隨著新能源行業(yè)的飛速發(fā)展，鋰電池模組的市場(chǎng)需求日益增大，所需要的電芯越來越多，電芯批次越來越多，最終分選后剩余電芯不斷增加，但電壓不一致而不能混合使用；為了滿足客戶產(chǎn)能需求，企業(yè)不斷投入，無法配組的電芯也不斷增加，無形給電芯企業(yè)增加庫存。

目前pack廠產(chǎn)量是十幾萬每天，一般每批的電芯中出現(xiàn)幾個(gè)容量檔，在配檔過程中，對(duì)電壓和內(nèi)阻進(jìn)行配檔，但電壓分布范圍大，有些項(xiàng)目同組電池包要電芯數(shù)量達(dá)6000個(gè)以上，造成電芯的使用率比較低，拉長(zhǎng)生產(chǎn)周期，同時(shí)配檔產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上后工序的產(chǎn)能，導(dǎo)致配檔產(chǎn)能出現(xiàn)瓶頸。

現(xiàn)有配檔方式現(xiàn)狀：

1、電芯使用率低；

2、配檔效率低，現(xiàn)有電壓分選，電池包測(cè)試時(shí)一致性差，因soc不良出現(xiàn)電池包測(cè)試不良要重工；

3、設(shè)備投入大，擴(kuò)大產(chǎn)能時(shí)要比較大的設(shè)備資金投入；

4、配檔時(shí)生產(chǎn)場(chǎng)地空間大，同時(shí)檔數(shù)多，不好管理，容易混亂；

5、采用不帶電配檔，電芯庫存時(shí)間短，出現(xiàn)重復(fù)補(bǔ)電動(dòng)作，浪費(fèi)資源，同時(shí)無形增加成本；

6、如果采用帶電配檔電壓檔次增多，同時(shí)soc一致性不好，直接導(dǎo)致電池包測(cè)試合格率低，出現(xiàn)不良品時(shí)干擾數(shù)據(jù)分析；

7、電芯分選出來剩余的尾數(shù)無法清完，或出現(xiàn)較多不夠數(shù)電芯在等待使用，出現(xiàn)跨批次多批次電芯混用或存放時(shí)間長(zhǎng)電芯要重復(fù)分選，直接導(dǎo)致電芯soc一致性不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案。

一種電池模組電壓處理方法，包括如下步驟：

準(zhǔn)備電芯，并去除電壓低于規(guī)定限值的電芯；

將電芯組裝成電池模組；

對(duì)電池模組進(jìn)行電壓處理。

作為優(yōu)選實(shí)施例，電池模組可以為單串或多串模組。

作為優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)電池模組進(jìn)行電壓處理具體為：設(shè)置保護(hù)電壓、放電電流和保護(hù)電流，對(duì)電池模組進(jìn)行恒流恒壓放電處理。

作為優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)電池模組進(jìn)行電壓處理時(shí)，電池過流點(diǎn)和電壓采集點(diǎn)分開布置。

進(jìn)一步地，對(duì)電池模組進(jìn)行電壓處理后，將電池模組組裝成電池包。

進(jìn)一步地，還包括：對(duì)電池包進(jìn)行充放電測(cè)試，并保存充放電數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選實(shí)施例，去除電壓低于規(guī)定限值的電芯具體為：對(duì)電芯做電壓測(cè)試，將電壓低于規(guī)定限值的電芯去除。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明可以替代傳統(tǒng)的電芯電壓分選配檔工藝，提高電池包一致性，杜絕soc差異導(dǎo)致電池包容量與壓差不良，降低電芯的庫存、周轉(zhuǎn)、返測(cè)成本，提高電芯利用率和延長(zhǎng)電池包循環(huán)壽命，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電池模組電壓處理方法的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)一的電芯模組進(jìn)行電壓處理前后的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)一的電芯模組進(jìn)行電壓處理前的容量測(cè)試末端電壓曲線圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)一的電芯模組進(jìn)行電壓處理后的容量測(cè)試末端電壓曲線圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)二的電芯進(jìn)行傳統(tǒng)電壓配檔和模組電壓處理的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)二的1#電池包測(cè)試末端電壓曲線圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)二的2#電池包測(cè)試末端電壓曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。

本實(shí)施例提供一種電池模組電壓處理方法，以替代目前的單體電芯電壓分選配檔技術(shù)。具體步驟如圖1所示：

1）電芯準(zhǔn)備，本實(shí)施例采用小容量18650電芯；

2）模組組裝前，對(duì)電芯做簡(jiǎn)單電壓測(cè)試，主要是把“0”電壓不良電芯挑選出并剔除掉；“0”壓電芯并非真的電壓為零，只是對(duì)電壓低于一定限值（通常為電芯電壓規(guī)定限值）的電芯的統(tǒng)稱；具體地，不同材料體系電芯有不同的電壓規(guī)定限值；

3）將電芯組裝成電池模組；電芯并數(shù)可以根據(jù)電池包工藝進(jìn)行組合，具體地，可以根據(jù)需求將電芯做成單串或多串模組；

4）對(duì)電池模組進(jìn)行電壓處理；每串電池模組采用相同的工藝進(jìn)行恒流恒壓放電，根據(jù)電池模組預(yù)估電量分布來設(shè)置保護(hù)電壓（電量放到電芯規(guī)定最低保護(hù)電壓為最佳）；放電電流為0.1c~1c，保護(hù)電流為0.5a，保護(hù)電流不宜過大，過小則測(cè)試時(shí)間過長(zhǎng)（可根據(jù)電池包容量大小進(jìn)行合理設(shè)置），工裝設(shè)計(jì)時(shí)，采用電壓采集點(diǎn)與過流點(diǎn)分開式原則；發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，放電時(shí)電池過流點(diǎn)與電壓采集點(diǎn)布置不同，則可以防止采集點(diǎn)過流時(shí)產(chǎn)生的壓降導(dǎo)致采集失真；

5）然后按電池包工藝將電池模組組裝成電池包；

6）電池包進(jìn)行充放電測(cè)試，保存充放電相關(guān)數(shù)據(jù)；

7）查看結(jié)果，取放電單串電壓數(shù)據(jù)，查看放電電壓壓差和放電容量等是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

本發(fā)明實(shí)施例主要是采用電芯成組，對(duì)每串電芯使用相同的條件進(jìn)行放電/充電，減少設(shè)備帶來的誤差及累積極差，讓電池包未端保護(hù)時(shí)每節(jié)電芯soc電量一致，從而每串電芯動(dòng)態(tài)電壓一致、soc一致，最終實(shí)現(xiàn)電池包的電壓、soc一致。

采用上述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一

1、選取不同電壓的電芯（鐵鋰電芯22650，3.2v4ah），電芯不分檔直接進(jìn)行組裝成578v90ah電池包，組裝前把“0”壓（小于2.0v）電芯挑出；

2、電池包組裝好后直接按正常容量測(cè)試工藝進(jìn)行1c充放，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)命名為電壓處理前數(shù)據(jù)；

3、用測(cè)試柜對(duì)每串電芯進(jìn)行放電，放電工藝：15a恒流放至2.5v,再以2.5v恒壓放電，保護(hù)電流為200ma；

4、按正常容量測(cè)試工藝進(jìn)行1c充放，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，命名為電壓處理后的數(shù)據(jù)。

對(duì)上述鐵鋰電芯模組進(jìn)行電壓處理前后的測(cè)試結(jié)果如圖2、3和4所示。

從圖2、3和4的測(cè)試數(shù)據(jù)可知：

1）電芯在沒有經(jīng)過電壓分檔的前提下，直接進(jìn)行組裝和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)放電壓差達(dá)到450mv，充放電未端電壓一致性非常差，放電容量只有80.5ah，與標(biāo)稱容量相差10ah，出現(xiàn)嚴(yán)重一致性問題，不符合電池性能要求；

2）電芯經(jīng)過采用模組電壓處理方式，測(cè)試完后放電未端壓差只有82mv，充放電未端電壓一致性非常好，放電容量達(dá)到標(biāo)稱容量90ah以上，電池包一致性達(dá)到最佳狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)二

1、選取不同電壓相同容量檔的電芯（三元電芯，3.6v3ah），按正常電芯分檔，電池組編號(hào)為1#，2#，電芯不分檔直接進(jìn)行組裝，都組成330v100ah電池包，組裝前把“0”壓(小于3.0v)電芯挑出；

2、1#電池包組裝好后直接按正常容量測(cè)試工藝1c充放，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)命名不1#；

3、2#電池包用測(cè)試柜進(jìn)行對(duì)每串電芯進(jìn)行放電，放電工藝：15a恒流放至3.1v,再以3.1v恒壓放電，保護(hù)電流為200ma；

4、2#電池包按正常容量測(cè)試工藝1c充放，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)命名為2#；

對(duì)上述三元電芯模組采用不同的處理方式之后的測(cè)試結(jié)果如圖5~7所示。

從圖5~7的測(cè)試數(shù)據(jù)可知：

1）1#電池包電芯在經(jīng)過電壓分檔，再進(jìn)行組裝和測(cè)試，放電壓差129mv,充放電未端電壓一致性符合一般要求，放電容量達(dá)到標(biāo)稱容量100ah以上；

2）2#電池包電芯采用模組電壓處理方式，測(cè)試完后放電未端壓差只有57mv，相比1#電池包電芯電壓分檔一致性好，充放電未端電壓一致性非常好，放電容量達(dá)到標(biāo)稱容量100ah以上；

3）1#2#二組電池都可以達(dá)到預(yù)期效果，但2#電池包經(jīng)過模組處理的放電未端壓差及放電容量都比1#傳統(tǒng)電壓分檔的方式有優(yōu)勢(shì)，說明模組電壓處理可以提高電池的一致性，使得電池包一致性達(dá)到最佳狀態(tài)。

綜上，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的處理方法，可以實(shí)現(xiàn)如下效果：

1）可以處理所有電壓不一致的電芯；

2）不同批次電芯電壓不用配檔即可直接組合，縮短生產(chǎn)周期，減少場(chǎng)地投入；

3）延長(zhǎng)電池包使用壽命，減少電芯間并數(shù)累積壓差帶來的soc極差，電池包經(jīng)過電壓處理，soc、電壓達(dá)到一致；

4）制造成本低，減少電池包因電芯soc不一致導(dǎo)致的返修和重復(fù)測(cè)試。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。