一种动态检测电池组一致性的方法

摘要

本发明公开了一种动态检测电池组一致性的方法，其特征在于，在电池组充放电过程中进行以下步骤：步骤一，对每一单体电芯的电流、电压进行监测；步骤二，捕捉突变电流和/或突变电压；步骤三，若捕捉到突变电流和/或突变电压，则计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx；步骤四，根据直流内阻判断电池组一致性。能够在电池组充电、放电过程中均可以进行电池组的一致性检测，时效性好，且操作简单，准确度高，实用性好，易于推广。

权利要求

1.一种动态检测电池组一致性的方法，其特征在于，在电池组充放电过程中进行以下步骤：步骤一，对每一单体电芯的电流、电压进行监测；

步骤二，捕捉突变电流和/或突变电压；

步骤三，若捕捉到突变电流和/或突变电压，则计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx；

步骤四，根据直流内阻判断电池组一致性；

所述步骤一具体为：在汽车运行过程中或汽车充电过程中，BMS对电池组中的每节电芯的电压和电流进行实时监测并记录；

所述步骤二中突变电流的条件为：电流变化量不低于50％、电流突变斜率不低于

0.01A/ms和/或突变维持时间不低于1s；

所述步骤二中突变电压的条件为：电压变化量不低于50％、电压突变斜率不低于0.1V/ms和/或突变维持时间不低于1s；

所述步骤三计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx的步骤中计某个单体电芯的直流内阻R(x-n)的过程为：在电流突变和/或电压突变后并维持的第一预设时间段内，将被测单体电芯的单体电压平均值Un比单体电流平均值In得到单体电芯的直流内阻Rx-n；

所述第一预设时间段为1s；

所述步骤四中根据直流内阻判断电池组一致性的步骤具体为：根据步骤三中计算的每一单体电芯的直流内阻计算电池组所有单体电芯的平均直流内阻Rj；

将每一单体电芯的直流内阻Rx分别与单体电芯平均直流内阻Rj进行比较；

若单体电芯的直流内阻Rx与单体电芯平均直流内阻Rj的差值超过预设的均衡条件，则判断当前单体电芯容量衰减异常；

所述预设的均衡条件为单体电芯的直流内阻Rx与单体电芯平均直流内阻Rj的差值与单体电芯平均直流内阻Rj的比超过5％；还包括对判断为容量衰减异常的单体电芯进行异常标记的步骤；

在所述的步骤三中，对于不满足抓捕条件的电流、电压，进入步骤一中继续进行电压、电流的数据采集。

2.根据权利要求1所述的动态检测电池组一致性的方法，其特征在于，所述步骤三计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx的步骤中计某个单体电芯的直流内阻R(x-n)的过程为：将被测单体电芯在电流突变和/或电压突变过程中的单体电压变化量△Un比上单体电流变化量△In得到该单体电芯的直流内阻R(x-n)。

说明书

一种动态检测电池组一致性的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电池组动态监测应用技术领域，具体地说是一种动态检测电池组一致性的方法。

背景技术

[0002] 在电动汽车领域，作为电动汽车的动力来源的电池组存在这么一个问题：即使是使用经过严格工艺制造的同一批电芯进行组包，这些电芯都会有差异，在使用一段时间后，这种差异越来越大，最终整个电池组里面会有某些电芯的容量会衰减的速度比其他正常的电芯快很多，具体体现在电池组充电或放电的过程中，这些电芯会过早到达充/放电的截止点，这样不仅影响整个电池包的性能，还存在安全隐患。有些BMS(电池管理系统)厂商在对电动汽车充电时会对电池组做一致性检测，对那些过早达到充电截止电压的电芯进行标记，在使用时对这些电芯做相应的均衡。但是这种检测方式存在以下2个缺陷：

[0003] 1.不具备实时性，在电池包放电过程中，只能在充电的时候检测电芯的一致性，不能使BMS进行实时调整。

[0004] 2.只能检测到在充电过程中有容量问题的电芯，并不能完全涵盖到放电过程中有容量问题的电芯。

[0005] 因此设计一种可以动态检测电池组一致性方法是人们需要解决的技术问题。

发明内容

[0006] 针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种动态检测电池组一致性的方法。

[0007] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

[0008] 一种动态检测电池组一致性的方法，在电池组充放电过程中进行以下步骤：

[0009] 步骤一，对每一单体电芯的电流、电压进行监测；

[0010] 步骤二，捕捉突变电流和/或突变电压；

[0011] 步骤三，若捕捉到突变电流和/或突变电压，则计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx；

[0012] 步骤四，根据直流内阻判断电池组一致性。

[0013] 作为优选方式，所述动态检测电池组一致性的方法还包括对判断为容量衰减异常的单体电芯进行异常标记的步骤。

[0014] 作为优选方式，所述步骤一具体为：在汽车运行过程中或汽车充电过程中，BMS对电池组中的每节电芯的电压和电流进行实时监测并记录。

[0015] 作为优选方式，所述步骤二中突变电流的条件为：电流变化量不低于50％、电流突变斜率不低于0.01A/ms和/或突变维持时间不低于1s。

[0016] 作为优选方式，所述步骤二中突变电压的条件为：电压变化量不低于50％、电压突变斜率不低于01V/ms和/或突变维持时间不低于1s。

[0017] 作为优选方式，所述步骤三计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx的步骤中计某个单体电芯的直流内阻R(x-n)的过程为：

[0018] 将被测单体电芯在电流突变和/或电压突变过程中的单体电压变化量△Un比上单体电流变化量△In得到该单体电芯的直流内阻R(x-n)。

[0019] 作为优选方式，所述步骤三计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx的步骤中计某个单体电芯的直流内阻R(x-n)的过程为：

[0020] 在电流突变和/或电压突变后并维持的第一预设时间段内，将被测单体电芯的单体电压平均值Un比单体电流平均值In得到单体电芯的直流内阻Rx-n。

[0021] 作为优选方式，所述第一预设时间段为1s。

[0022] 作为优选方式，所述步骤四中根据直流内阻判断电池组一致性的步骤具体为：

[0023] 根据步骤三中计算的每一单体电芯的直流内阻计算电池组所有单体电芯的平均直流内阻Rj；

[0024] 将每一单体电芯的直流内阻Rx分别与单体电芯平均直流内阻Rj进行比较；

[0025] 若单体电芯的直流内阻Rx与单体电芯平均直流内阻Rj的差值超过预设的均衡条件，则判断当前单体电芯容量衰减异常。

[0026] 作为优选方式，所述预设的均衡条件为单体电芯的直流内阻Rx与单体电芯平均直流内阻Rj的差值与单体电芯平均直流内阻Rj的比超过5％。

[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

[0028] 本发明提出的动态检测电池组一致性的方法，能够在电池组充电、放电过程中均可以进行电池组的一致性检测，时效性好，且操作简单，准确度高，实用性好，易于推广。

附图说明

[0029] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0030] 图1为本发明实施例1的主要流程图；

[0031] 图2为本发明实施例2的主要流程图。

具体实施方式

[0032] 以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

[0033] 实施例1

[0034] 如图1所示，一种动态检测电池组一致性的方法，在电池组充放电过程中进行以下步骤：

[0035] 步骤一，对每一单体电芯的电流、电压进行监测；

[0036] 步骤二，捕捉突变电流和/或突变电压；

[0037] 步骤三，若捕捉到突变电流和/或突变电压，则计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx；

[0038] 步骤四，根据直流内阻判断电池组一致性。

[0039] 本发明提出的动态检测电池组一致性的方法，在电池组充电、放电过程中均可以进行电池组的一致性检测，时效性好，且操作简单，准确度高，实用性好，易于推广。

[0040] 实施例2

[0041] 实施例2为实施例1的一种改进方式，参考图2，所述动态检测电池组一致性的方法包括以下步骤：

[0042] S1在汽车运行过程中或汽车充电过程中，BMS对电池组中的每节电芯的电压和电流进行实时监测并记录。

[0043] S2捕捉突变电流或突变电压。其中，突变电流的条件为：(11)电流变化量不低于50％、(12)电流突变斜率不低于0.01A/ms和(13)突变维持时间不低于1s。突变电流的条件还可以设定为满足上述(11)、(12)、(13)条件中的任意一个或任意组合。此外，上述(11)、(12)、(13)条件中电流变化量、电流突变斜率、突变维持时间可根据实际需要进行调整。

[0044] 突变电压的条件为：(21)电压变化量不低于50％、(22)电压突变斜率不低于01V/ms和(23)突变维持时间不低于1s。突变电压的条件还可以设定为满足上述(21)、(22)、(23)条件中的任意一个或任意组合。此外，上述(21)、(22)、(23)条件中电压变化量、电压突变斜率、突变维持时间可根据实际需要进行调整。

[0045] 在实际应用时，也可以同时捕捉突变电流和突变电压，同时捕捉到突变和突变电压时才执行下面步骤计算电池组的每一单体电芯的直流内阻Rx。

[0046] S3若捕捉到突变电流或突变电压，则计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx。在本实施例中，计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx的步骤中计某个单体电芯的直流内阻R(x-n)的过程为：

[0047] S31将被测单体电芯在电流突变和/或电压突变过程中的单体电压变化量△Un比上单体电流变化量△In得到该单体电芯的直流内阻R(x-n)。

[0048] 对电池组中每一单体电池依次采用步骤S31中的操作，直至电池组中所有的单体电芯的直流内阻Rx【R(x-1),R(x-2)，R(x-3)，……，R(x-k)】均计算完。

[0049] S4根据直流内阻判断电池组一致性。具体过程如下：

[0050] S41根据步骤S3中计算的每一单体电芯的直流内阻计算电池组所有单体电芯的平均直流内阻Rj。例如，对于具有K个单体电芯的电池组，平均直流内阻Rj＝【R(x-1)+R(x-2)+……+R(x-k)】/K。

[0051] S42将每一单体电芯的直流内阻Rx分别与单体电芯平均直流内阻Rj进行比较。

[0052] S43若单体电芯的直流内阻Rx与单体电芯平均直流内阻Rj的差值超过预设的均衡条件，则判断当前单体电芯容量衰减异常。所述预设的均衡条件为单体电芯的直流内阻Rx与单体电芯平均直流内阻Rj的差值与单体电芯平均直流内阻Rj的比超过5％。即，若第n个单体电芯的直流内阻满足：|R(x-n)-Rj|/Rj>＝5％，则该第n个单体电芯的容量衰减异常。

[0053] S5对判断为容量衰减异常的单体电芯进行异常标记。进行了异常标记的单体电芯将作为电池管理系统对电池组开启均衡时的均衡对象。

[0054] 实施例3

[0055] 本实施例是实施例1的另一种改进方式，本实施例与实施例2的区别技术为：

[0056] 所述步骤三计算电池组每一单体电芯的直流内阻Rx的步骤中计某个单体电芯的直流内阻R(x-n)的过程为：

[0057] 在电流突变和/或电压突变后并维持的第一预设时间段内，将被测单体电芯的单体电压平均值Un比单体电流平均值In得到单体电芯的直流内阻R(x-n)。所述第一预设时间段为1s。

[0058] 作为本发明的进一步技术方案：在所述的步骤三中，对于不满足抓捕条件的电流、电压，进入步骤一中继续进行电压、电流的数据采集。

[0059] 本发明中，

[0060] 荷电状态：电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值；

[0061] 放电倍率：电池放电时放电电流与电池的额定电容的比率。

[0062] 此外，本发明提出的动态检测电池组一致性的方法，对于所有电动汽车都可使用，仅改变电池的种类，亦属本方法范围。

[0063] 对电流、电压的捕抓条件的设置，仅改变突变值的倍数、斜率，维持时间，亦属本方法范围。

[0064] 通过电动汽车放电过程中突变电流、电压值来计算直流内阻，仅改变对突变电流、电压前后的时间范围的数据采集，亦属本方法范围。

[0065] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

[0066] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。