一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备转让专利
申请号 : CN202111632188.8
文献号 : CN114065552B
文献日 : 2023-02-03
发明人 : 严晓 , 袁梓菡 , 顾单飞
申请人 : 上海玫克生储能科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种量化分析电池性能的方法,其特征在于,包括:
对待分析的电池簇执行完全充放电过程,确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分;其中,至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流;
确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态,并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数;所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态;在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下,所述完全充电过程中至少从充电开始时间到多个所述电芯单体的所述第二时间的最大值之间的时间段具有恒定电流;所述完全充电过程为从所述电池簇到达放电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程;在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下,所述完全放电过程中至少从多个所述电芯单体的所述第二时间的最小值到放电结束时间之间的时间段具有恒定电流;所述完全放电过程为从所述电池簇到达充电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达放电截止电压时结束的放电过程;
根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析;
其中,所述根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数,包括:确定k号电芯单体的最大容量Qkmax;
根据所述k号电芯单体到达目标峰的目标时间、目标荷电状态和所述k号电芯单体的最大容量Qkmax,确定在所述电池簇的充电截止时刻所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end;所述目标峰为所述第一峰或所述第二峰,所述目标时间为相应的所述第一时间或所述第二时间;
基于所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end确定所述k号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend,以及所述k号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend,且充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend和放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足:Ck,chrend=(1‑SOCk,end)×Qkmax;
其中,tk,begin表示k号电芯单体的完全充放电过程的开始时间,tk,end表示k号电芯单体的完全充放电过程的结束时间,I表示所述完全充放电过程中的电流值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析,包括:根据每个电芯单体的充电截止时刻能够继续充入的容量的大小,确定所述电池簇中最先满充的j号电芯单体和除所述j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体;
若对所述j号电芯单体进行替换,所述电池簇的有效充电容量提升Cj',chrend;
若在所述电池簇放电截止后对所述j号电芯单体单独放电到截止电压,所述电池簇的有效充电容量提升min[Cj',chrend,Cj,disend];其中,Cj',chrend表示所述j'号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量,Cj,disend表示所述j号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析,包括:根据每个电芯单体的放电截止时刻能够继续放出的容量的大小,确定所述电池簇中最先满放的i号电芯单体和除所述i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体;
若对所述i号电芯单体进行替换,所述电池簇的有效放电容量提升Ci',disend;
若在所述电池簇充电截止后对所述i号电芯单体单独充电到截止电压,所述电池簇的有效放电容量提升min[Ci',disend,Ci,chrend];其中,Ci',disend表示所述i'号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量,Ci,chrend表示所述i号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定k号电芯单体的最大容量Qkmax,包括:根据所述电池簇中k号电芯单体的所述第一荷电状态SOCk,Ipeak和所述第二荷电状态SOCk,IIpeak确定所述k号电芯单体到达所述第一峰与所述第二峰之间的荷电状态差值ΔSOCk,且ΔSOCk=SOCk,IIpeak‑SOCk,Ipeak;
确定所述k号电芯单体到达所述第一峰与所述第二峰之间的容量差ΔQk,并确定所述k号电芯单体的最大容量Qkmax,且Qkmax=100%×ΔQk/ΔSOCk。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数,还包括:确定所述k号电芯单体的可充电容量Ck,charge和所述k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge,且所述可充电容量Ck,charge和所述可放电容量Ck,discharge满足:Ck,discharge=SOCk,end×Qkmax。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下,所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足:在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下,所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足:其中,SOCk,T peak表示目标峰的荷电状态,tk,T peak表示目标峰的目标时间,tk,chrend表示k号电芯单体的充电结束时间,tk,disbegin表示k号电芯单体的放电开始时间。
7.一种量化分析电池性能的装置,其特征在于,包括:
充放电模块,用于对待分析的电池簇执行完全充放电过程,确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分;其中,至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流;
处理模块,用于确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态,并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数;所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态;在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下,所述完全充电过程中至少从充电开始时间到多个所述电芯单体的所述第二时间的最大值之间的时间段具有恒定电流;所述完全充电过程为从所述电池簇到达放电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程;在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下,所述完全放电过程中至少从多个所述电芯单体的所述第二时间的最小值到放电结束时间之间的时间段具有恒定电流;所述完全放电过程为从所述电池簇到达充电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达放电截止电压时结束的放电过程;
分析模块,用于根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析;
其中,所述处理模块根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数,包括:确定k号电芯单体的最大容量Qkmax;
根据所述k号电芯单体到达目标峰的目标时间、目标荷电状态和所述k号电芯单体的最大容量Qkmax,确定在所述电池簇的充电截止时刻所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end;所述目标峰为所述第一峰或所述第二峰,所述目标时间为相应的所述第一时间或所述第二时间;
基于所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end确定所述k号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend,以及所述k号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend,且充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend和放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足:Ck,chrend=(1‑SOCk,end)×Qkmax;
其中,tk,begin表示k号电芯单体的完全充放电过程的开始时间,tk,end表示k号电芯单体的完全充放电过程的结束时间,I表示所述完全充放电过程中的电流值。
8.一种电子设备,包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连,其特征在于,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
说明书 :
一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备
技术领域
背景技术
的痛点,即暂时还缺乏一个有效的运维体系以保障全生命周期的安全和使用寿命,导致锂
电池投资收益的不确定性。
发明内容
时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数;所述第二荷电状态大于所述第一
荷电状态;
有恒定电流;
状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数;所述第二荷电状
态大于所述第一荷电状态;
和所述处理器通过所述总线相连,所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项
所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
中的步骤。
单体的容量参数,实现各个电芯单体容量的量化,进而实现对电池簇的量化分析。该方法不
需要拆除电池簇,避免了资源的浪费,且通过一次完全充放电过程即可快速准确地确定容
量参数,该方法计算量小且容易实施,能够比较准确地对电池簇进行量化分析;且利用完全
充放电过程能够确定多种容量参数,方便后续对电池簇进行均衡等运维处理时量化分析运
维效果。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,
除非另有明确具体的限定。
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。
模组寿命快速削减,但会对资源造成极大的浪费。由于这些储能电池剩余容量大多在初始
容量的60%—70%,因此可以通过量化分析电池具体参数后对其进行评估、维护,实现梯次
利用,而如何评估、维护这些储能电池,是梯次利用过程中亟待解决的问题。
三元体系锂离子电池充放电截止电压计算出单个模组所需的充电或放电的容量,从而达到
对三元体系锂离子电池进行评估、均衡的目的。当前方案的评估效果较差,且难以评估均衡
后电池容量的提升效果,无法实现对均衡效果的量化分析。
括:
芯。在分析电池簇时,本实施例将该电池簇中的一个或多个连续的电芯作为一个能够分析
的单体,即电芯单体,通过分析电芯单体的性能来确定整个电池簇的性能。例如,可以将一
个电芯作为一个电芯单体,或者将一个电池模组作为一个电芯单体,具体可基于实际情况
而定。一般情况下,一个电芯对应一个电芯单体。
中,完全充电指的是电池簇从满放状态充电至满充状态,完全放电指的是电池簇从满充状
态放电至满放状态。并且,该完全充放电过程中的至少一部分具有恒定电流,即恒流充电或
恒流放电;例如,整个的完全充放电过程均具有恒定电流。例如,完全充电过程为从电池簇
到达放电截止电压后所开始、并在电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程;完全放电
过程为从电池簇到达充电截止电压后所开始、并在电池簇到达放电截止电压时结束的放电
过程。基于完全充电过程或完全放电过程能够使得后续得到更多的容量参数。
不同时间的容量电压微分,即可以确定电芯单体的容量电压微分与时间之间的关系。对于
磷酸铁锂电池,第i个电芯单体的容量电压微分采用dQi/dV,对于三元电池,第i个电芯单体
2 2
的容量电压微分采用dQi/dV。
二荷电状态确定电芯单体的容量参数;第二荷电状态大于第一荷电状态。
一电池簇中的电芯,其在不同SOH下的容量电压微分与荷电状态(State of Charge,SOC)之
间的关系可参见图2所示,图2以dq/dv表示容量电压微分。由图2可知,随着电芯的SOH逐渐
下降,I峰和II峰所对应的SOC值几乎不变,可以认为SOC为固定值。因此,可以预先确定容量
电压微分到达I峰、II峰时对应的SOC值。
为在不同SOH下容量电压微分均具有固定SOC的峰。该第一峰可以为:随荷电状态增加,容量
电压微分到达的第一个峰;如图2中的I峰;第二峰可以为:容量电压微分达到最大值时的
峰;如图2中的II峰。
间的关系、容量电压微分与时间之间的关系,二者具有相似性;因此,随着时间的变化,容量
电压微分到达相应峰时,荷电状态也到达相应的峰。利用电芯单体在不同时间的容量电压
微分,可以确定容量电压微分到达第一峰的时间,即第一时间,并能确定此时电芯单体的荷
电状态,即第一荷电状态;同样地,也可以确定容量电压微分到达第二峰的时间,即第二时
间,并能确定此时电芯单体的荷电状态,即第二荷电状态。其中,由于第一荷电状态和第二
荷电状态是定值,二者可以预先确定。为了方便区分第一峰和第二峰,本实施例将荷电状态
更大的峰称为第二峰,即第二荷电状态大于第一荷电状态。
示电芯单体某种状态下的容量。
的第二荷电状态为SOCk,II peak,则可以确定k号电芯单体到达第一峰与第二峰之间的荷电状
态差值ΔSOCk,且ΔSOCk=SOCk,II peak‑SOCk,I peak。其中,由于第一荷电状态、第二荷电状态
一般为定值,也可以预先确定二者之间的差值,即预先确定ΔSOCk,且对于不同的k值,该荷
电状态差值ΔSOCk也是相同的。
量差ΔQk=Qk2‑Qk1,该Qk2表示k号电芯单体到达第二峰的容量,例如到达II峰时的容量,Qk1
表示,k号电芯单体到达第一峰的容量,例如到达I峰时的容量。具体地,可以基于k号电芯单
体的第一时间tk,I peak、第二时间tk,II peak以及完全充放电过程中的电流值I确定该容量差Δ
Qk。例如,确定k号电芯单体到达第一峰与第二峰之间的容量差ΔQk,包括:根据k号电芯单体
到达第一峰的第一时间tk,I peak与到达第二峰的第二时间tk,II peak确定第一峰与第二峰之间
的容量差ΔQk,且 I表示完全充放电过程中的电流值。
则可以从充电开始时间到所有电芯单体均到达第二峰(例如,第二时间的最大值)之间的时
间段具有恒定电流;若完全充放电过程包括完全放电过程,则可以从多个电芯单体中第一
个到达第二峰的时间(例如,第二时间的最小值)到放电结束时间之间的时间段具有恒定电
流。
最大容量后,基于电芯单体最大容量之间的差异,可以确定当前最大容量异常的电芯单体,
进而能够提醒电池运维人员对异常的电芯单体进行处理。
电芯单体的容量参数,实现各个电芯单体容量的量化,进而实现对电池簇的量化分析。该方
法不需要拆除电池簇,避免了资源的浪费,且通过一次完全充放电过程即可快速准确地确
定容量参数,该方法计算量小且容易实施,能够比较准确地对电池簇进行量化分析;且利用
完全充放电过程能够确定多种容量参数,方便后续对电池簇进行均衡等运维处理时量化分
析运维效果。
电芯存在不可逆充放电区域,为了避免在不可逆充放电区域充电或者放电引起电芯寿命不
可逆减小,一般为电池簇引入截止电压(包括充电截止电压和放电截止电压)进行充放电管
理。图3中上下两端的深色区域表示不可逆充放电区域,除此之外,均为可逆充放电区域,k
号电芯单体的可逆充放电区域对应图3中荷电状态SOCk从0至100%的区域。
制,此时只有少量甚至一个电芯单体满充,其余电芯单体的容量并未到顶;同样地,电池簇
满放时,即电池簇到达放电截止电压时,其中的电芯单体也应该满放,即SOC为0,例如,k号
电芯单体的荷电状态SOCk=0;但由于电池簇的放电保护机制,此时只有少量甚至一个电芯
单体满放,其余电芯单体的容量并未到底。实际中的“满充”、“满放”主要是针对电池簇而
言,由于电芯单体的不一致性,并不能保证所有的电芯单体都能达到满充或满放。
池簇执行完全充电过程为例,即电池簇从放电截止电压充电至充电截止电压,如图3所示,
tk,begin表示完全充电过程的开始时间,tk,end表示完全充电过程的结束时间。如图3所示,对
于k号电芯单体,当电池簇满充、到达充电截止电压时,即位于tk,end时,k号电芯单体此时的
电量表示为Ck,discharge,该电量Ck,discharge的值能够表示该k号电芯单体在电池簇满充后能够
放电的容量,本实施例将其称为“可放电容量”。由于电芯单体的不一致性,k号电芯单体在
电池簇的充电截止时刻(即tk,end)的荷电状态不一定为100%,本实施例将在电池簇的充电
截止时刻k号电芯单体的荷电状态称为“充电结束荷电状态”,用SOCk,end表示。并且,在电池
簇的充电截止时刻,k号电芯单体可能并未完全充满,其还可以继续充入一部分电量,即k号
电芯单体还具有“充电截止时刻能够继续充入的容量”,本实施例用Ck,chrend表示k号电芯单
体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量。
的放电截止时刻能够继续放出的容量。并且,从电池簇的完全充电过程的开始时间tk,begin
开始,若不考虑电芯单体之间的不一致性,则k号电芯单体应该能够充满,其荷电状态能够
到达100%,本实施例利用k号电芯单体应该能够充入的电量表示k号电芯单体从电池簇的
放电截止电压到充满所对应的容量,并称为“可充电容量”,用Ck,charge表示。
在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend、k号电芯单体的可充电容量
Ck,charge、k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge等。并且如图3所示,k号电芯单体的最大容量
Qkmax为k号电芯单体的可充电容量Ck,charge与放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend之
和,也为k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge与充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend
之和;即,Qkmax=Ck,charge+Ck,disend=Ck,discharge+Ck,chrend。
具体地,上述步骤102中的“根据第一时间、第一荷电状态、第二时间和第二荷电状态确定电
芯单体的容量参数”除了可以确定k号电芯单体的最大容量Qkmax这一容量参数之外,还可以
包括:
目标峰为第一峰或第二峰,目标时间为相应的第一时间或第二时间。
二峰的荷电状态是能够得到的这一特点,将第一峰或第二峰作为目标峰,基于完全充放电
过程中的充放电数据以及最大容量Qkmax确定目标峰与电池簇的充电截止时刻之间的荷电
状态,进而能够确定k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end。
电过程的电流值为I,则从目标峰的目标时间tk,T peak到电池簇的充电截止时刻的电量为
此部分电量对应的荷电状态为 因此,k号电芯单体的
充电结束荷电状态SOCk,end满足:
标时间tk,T peak与电池簇的充电截止时刻之间的电量为 此部分电量对应的
荷电状态为 因此,k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足:
截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend,且充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend和放
电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足:
芯单体的最大容量Qkmax对应其荷电状态为100%,其在到达电池簇的充电截止时刻能够继
续充入的容量Ck,chrend对应的荷电状态为1‑SOCk,end,容量Ck,chrend满足:Ck,chrend=(1‑
SOCk,end)×Qkmax。
出的容量Ck,disend之和为可充电容量Ck,discharge,对应充电结束荷电状态SOCk,end,故容量
Ck,disend满足:
确定电芯单体的容量参数”还可以包括:
Ck,chrend,故可充电容量Ck,charge满足, 即
并限定容量参数需要满足的逻辑关系,而不限定在实际应用中必须采用上述式子计算得到
相应的容量参数。例如,可放电容量Ck,discharge满足:Ck,discharge=SOCk,end×Qkmax,在确定k号电芯单体的Qkmax、SOCk,end之后,利用该式可以直接确定Ck,discharge;或者,如图3所示,
故也可以在确定Ck,disend之后,再计算得到
Ck,discharge。上述计算得到Ck,discharge的实际过程虽然不同,但二者本质上是相同的,计算得
到的可放电容量Ck,discharge均满足:Ck,discharge=SOCk,end×Qkmax。
最大容量,可以进一步准确地得到电芯单体的可充电容量、可放电容量、充电截止时刻能够
继续充入的容量,以及放电截止时刻能够继续放出的容量等容量参数,基于这些容量参数
能够对电池簇的性能进行更准确地量化分析,且方便后续对电池簇的均衡、替换等运维处
理的效果进行量化评估。
的充放电性能。本发明实施例中,基于上述的容量参数可以量化分析电池簇的运维效果。上
述步骤103“根据多个电芯单体的容量参数对电池簇进行量化分析”可以包括:
放电截止时刻能够继续放出的容量不同。即对于不同的k号电芯单体,Ck,charge、Ck,discharge、
Ck,chrend、Ck,disend均可能存在差异。本发明实施例中,对电池簇进行一次完全充电过程或完
全放电过程后,可以确定其中多个电芯单体的容量参数,进而利用每个电芯单体的容量参
数能够确定对电池簇进行充电时哪个电芯单体先满充、以及对电池簇进行放电时哪个电芯
单体先满放。
单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Cj,chrend最小,则电池簇中最先满充
的电芯单体为j号电芯单体。类似地,电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出
的容量越小,则该电芯单体越能够最先到达满放,即容量Ck,disend最小的电芯单体先到达满
放,例如,若i号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ci,disend最小,
则电池簇中最先满放的电芯单体为i号电芯单体。一般情况下,若j号电芯单体最先满充,则
Cj,chrend=0;若i号电芯单体最先满放,则Ci,disend=0。基于同样的原理,可以确定次满充的
电芯单体,即除j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体,Cj',chrend第二小;也可以确定次
满放的电芯单体,即除i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体,Ci',disend也是第二小。电
芯单体j、j'、i、i'的一种容量示意图可参见图4所示。本领域技术人员可以理解,由于在电
池簇的完全充放电过程中,不同电芯单体的电流I是相同的,完全充放电过程的开始时间
tk,begin、结束时间tk,end也相同,故不同电芯单体的容量 也是相同的;但与整个
电芯单体的容量相比,在开始时间或结束时间,不同电芯单体的电量可能是不同的,图4只
是为了方便对比,将不同电芯单体的容量 进行了对齐。
换后的电池簇中最先满充的电芯单体为j'号电芯单体。对替换后的电池簇进行充电时,j'
号电芯单体可以达到满充,即此时的j'号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续
充入的容量为零;相当于替换后的电池簇比之前的电池簇能够多充入Cj',chrend的电量,即电
池簇的有效充电容量能够提升Cj',chrend。将j号电芯单体替换为新的电芯单体new后,电池簇
的有效充电容量的提升效果可参见图5所示。
小电池簇中电芯单体之间的不一致性效应,从而实现均衡。具体地,可以对j号电芯单体单
独放电,例如,可以先将电池簇放电至该电池簇的放电截止电压,此时电池簇放电截止,之
后再对j号电芯单体单独放电,并放电到j号电芯单体的截止电压,使得j号电芯单体的荷电
状态SOCj=0。之后再对该电池簇进行充电时,j号电芯单体能够从荷电状态为零开始充电,
直至电池簇满充;此时,电池簇满充由在对j号电芯单体单独放电之前,j号电芯单体在到达
电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Cj,disend、j'号电芯单体在到达电池簇的充电截
止时刻能够继续充入的容量Cj',chrend之间的大小关系决定。参见图6所示,若Cj,disend大于
Cj',chrend,则j'号电芯单体先到达满充,电池簇的有效充电容量提升了Cj',chrend。或者,参见
图7所示,若Cj,disend小于Cj',chrend,则j号电芯单体先到达满充,电池簇的有效充电容量提升
了Cj,disend。即,电池簇的有效充电容量提升min[Cj',chrend,Cj,disend]。这种能够提升电池簇有
效充电容量的均衡方式也可以称为充电均衡。
果。
号电芯单体可以达到满放,即此时的i'号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续
放出的容量为零;相当于替换后的电池簇比之前的电池簇能够多放出Ci',chrend的电量,即电
池簇的有效放电容量能够提升Ci',chrend。
小电池簇中电芯单体之间的不一致性效应,从而实现均衡。具体地,可以对i号电芯单体单
独充电,例如,可以先将电池簇充电至该电池簇的充电截止电压,此时电池簇充电截止,之
后再对i号电芯单体单独充电,并充电到i号电芯单体的截止电压,使得i号电芯单体的荷电
状态SOCi=100%。之后再对该电池簇进行放电时,i号电芯单体能够从荷电状态为100%开
始放电,直至电池簇满放;此时,电池簇满放由在对i号电芯单体单独充电之前,i号电芯单
体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ci,chrend、i'号电芯单体在到达电池簇
的放电截止时刻能够继续放出的容量Ci',disend之间的大小关系决定。若Ci,chrend大于
Ci',disend,则i'号电芯单体先到达满放,电池簇的有效放电容量提升了Ci',disend。或者,若
Ci,chrend小于Ci',disend,则i号电芯单体先到达满放,电池簇的有效放电容量提升了Ci,chrend。
即,电池簇的有效放电容量提升min[Ci,chrend,Ci',disend]。这种能够提升电池簇有效放电容量
的均衡方式也可以称为放电均衡。
第二个满充的j'号电芯单体、或者第二个满放的i'号电芯单体指的是除异常电芯单体所在
电池模组之外的电芯单体。例如,“除j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体”指的是除
j号电芯单体所在电池模组之外最先满充的j'号电芯单体,即j号电芯单体与j'号电芯单体
不在同一电池模组中。“除i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体”指的是除i号电芯单
体所在电池模组之外最先满放的i'号电芯单体,即i号电芯单体与i'号电芯单体不在同一
电池模组中。
0.2C。测试时选用arbin evts 600V/300A的测试设备及TU410‑5温控箱,温度范围为‑20
℃—+130℃。整个测试过程中的温度为恒定的25℃。
单体。其中,除2号电芯单体之外最先满放的为5号电芯单体,且其放电截止时刻能够继续放
出的容量C5,disend=4.141180371Ah,故替换2号电芯单体后,该磷酸铁锂梯次电池包的有效
放电容量提升4.141180371Ah,其可多放出电量4.141180371Ah,电池包放电容量提高了
4.141180371/33.8=12.57%。并且,5号电芯单体也是除2号电芯单体之外最先满充的电芯
单体,其充电截止时刻能够继续充入的容量C5,chrend=9.101463607Ah,该电池包充电容量提
高9.101463607/33.8=26.96%。
0.7C。测试时选用青岛迪卡龙100V/300A的电池模块充放电测试系统及爱斯佩克电池模块
环境模拟试验箱,温度范围为‑40℃—+100℃。整个测试过程中的温度为恒定的25℃。
满放,且16号电芯单体放电截止时刻能够继续放出的容量C16,disend=7.8Ah。13号电芯单体
充电截止时刻能够继续充入的容量C13,chrend=9.165Ah,其大于C16,disend。经计算,发现通过
均衡13号电芯单体,即当电池包充电到截止电压后(此时13号电芯单体未达到满充状态,其
能够继续充入9.165Ah),再单独对13号单体进行充电,使其多充入电量高于7.8Ah,例如将
13号电芯单体充电至截止电压。此时,再对整个电池包进行放电,整体的放电容量可以提升
7.8Ah,能够提升整体电池包放电容量的7.8/21.7=35.9%。
具有恒定电流;
电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数;所述第二荷电
状态大于所述第一荷电状态;
电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend。
间的时间段具有恒定电流;所述完全充电过程为从所述电池簇到达放电截止电压后所开
始、并在所述电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程;
所述完全放电过程为从所述电池簇到达充电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达放电
截止电压时结束的放电过程。
SOCk,且ΔSOCk=SOCk,II peak‑SOCk,I peak;
态SOCk,end;所述目标峰为所述第一峰或所述第二峰,所述目标时间为相应的所述第一时间
或所述第二时间;
述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend,且充电截止时刻能够继续充入的容
量Ck,chrend和放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足:
过总线相连,计算机程序被处理器执行时实现上述量化分析电池性能的方法实施例的各个
过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
实施例的各个过程。
的存储器的各种电路连接在一起。
AGP)、处理器或使用各种总线体系结构中的任意总线结构的局域总线。作为示例而非限制,
这样的体系结构包括:工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,ISA)总线、
微通道体系结构(Micro Channel Architecture,MCA)总线、扩展ISA(Enhanced ISA,EISA)
总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association,VESA)、外围部件
互连(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线。
处理器包括:通用处理器、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器
(Network Processor,NP)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成
电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field
Programmable Gate Array,FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic
Device,CPLD)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)、微控制单元
(Microcontroller Unit,MCU)或其他可编程逻辑器件、分立门、晶体管逻辑器件、分立硬件
组件。可以实现或执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。例如,处理器可以
是单核处理器或多核处理器,处理器可以集成于单颗芯片或位于多颗不同的芯片。
执行完成。软件模块可以位于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、闪存(Flash
Memory)、只读存储器(Read‑Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,
PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、寄存器等本领域公知的可读存
储介质中。所述可读存储介质位于存储器中,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成
上述方法的步骤。
因此,本发明实施例不再对其进行进一步描述。
据,收发器1130用于将处理器1120处理后的数据发送给其他设备。取决于计算机系统的性
质,还可以提供用户接口1160,例如:触摸屏、物理键盘、显示器、鼠标、扬声器、麦克风、轨迹
球、操纵杆、触控笔。
部分可以是自组织网络(ad hoc network)、内联网(intranet)、外联网(extranet)、虚拟专
用网(VPN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、无线广域网(WWAN)、城域网
(MAN)、互联网(Internet)、公共交换电话网(PSTN)、普通老式电话业务网(POTS)、蜂窝电话
网、无线网络、无线保真(Wi‑Fi)网络以及两个或更多个上述网络的组合。例如,蜂窝电话网
和无线网络可以是全球移动通信(GSM)系统、码分多址(CDMA)系统、全球微波互联接入
(WiMAX)系统、通用分组无线业务(GPRS)系统、宽带码分多址(WCDMA)系统、长期演进(LTE)
系统、LTE频分双工(FDD)系统、LTE时分双工(TDD)系统、先进长期演进(LTE‑A)系统、通用移
动通信(UMTS)系统、增强移动宽带(Enhance Mobile Broadband,eMBB)系统、海量机器类通
信(massive Machine Type of Communication,mMTC)系统、超可靠低时延通信(Ultra
Reliable Low Latency Communications,uRLLC)系统等。
(Read‑Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只
读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,
EEPROM)或闪存(Flash Memory)。
(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器
(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate
SDRAM,DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接
动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct
Rambus RAM,DRRAM)。本发明实施例描述的电子设备的存储器1150包括但不限于上述和任
意其他适合类型的存储器。
媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser),用于实现各种应用业务。实现本发明实施
例方法的程序可以包含在应用程序1152中。应用程序1152包括:小程序、对象、组件、逻辑、
数据结构以及其他执行特定任务或实现特定抽象数据类型的计算机系统可执行指令。
能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备以及上述任意合适的组合。计
算机可读存储介质包括:相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储
器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器
(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、光盘只读存
储器(CD‑ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带存储、磁带磁盘存储或
其他磁性存储设备、记忆棒、机械编码装置(例如在其上记录有指令的凹槽中的穿孔卡或凸
起结构)或任何其他非传输介质、可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本发明实施
例中的界定,计算机可读存储介质不包括暂时信号本身,例如无线电波或其他自由传播的
电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如穿过光纤电缆的光脉冲)或通过导线
传输的电信号。
案,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护
范围为准。