一種動力電池組故障電池預(yù)判方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，具體涉及一種動力電池組故障電池的預(yù)判方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動汽車的廣泛推廣，對電池安全性的關(guān)注越來越多，在電池組的實際使用過程中，大多數(shù)情況下是因為一顆電池性能較差而影響到整個電池組，而等到電池組內(nèi)性能差的電池報出故障時，可能出現(xiàn)在行車過程中意外斷高壓電情況或充電過程中快速達(dá)到充電截止，例如電動汽車在高速行駛時，因為一顆性能差的單體電池因為持續(xù)電流放電，電壓下降特別快，整車或者BMS系統(tǒng)可能會進(jìn)行相應(yīng)的故障保護(hù)動作，切斷高壓繼電器，使電動汽車失去動力，對車上的人員安全造成嚴(yán)重的安全隱患。同時，電池組充電時可能因為一顆性能差的單體電池電壓上升特別快，從而提前達(dá)到充電截止條件而結(jié)束充電，此時其他電池并未充滿，這樣對整個電池組造成影響，降低電池組的性能。目前國內(nèi)外對電動汽車動力電池組維護(hù)基本上是在發(fā)現(xiàn)故障后再進(jìn)行維修更換處理，尚未有比較有效的提前對故障或性能差的電池進(jìn)行預(yù)判的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種動力電池組故障電池的預(yù)判方法，包括:
A.故障預(yù)判區(qū)間劃分，根據(jù)電池組的SOH值衰減程度劃分多個連續(xù)的故障預(yù)判區(qū)間，并實時監(jiān)測電池組的SOH值變化；
B.異常數(shù)據(jù)記錄，在每個故障預(yù)判區(qū)間內(nèi)，統(tǒng)計每個單體電池的充電放電次數(shù)，并監(jiān)測每個單體電池在充電放電時是否有異常，并記錄有異常的單體電池的位置及編號信息；
C.異常電池預(yù)判，統(tǒng)計每個單體電池的充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)，并在達(dá)到下一故障預(yù)判區(qū)間時計算每個單體電池被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)與充電放電次數(shù)的比值，作為故障概率，并將故障概率最高的M個單體電池的位置編號信息報出，通知駕駛員需要進(jìn)行維修或更換，其中M為自然數(shù)；
優(yōu)選的，在步驟A中，根據(jù)電池組SOH值按5%衰減依次設(shè)定6個故障預(yù)判區(qū)間。
[0004]進(jìn)一步的，在步驟A中，分別按照SOH值>95%，95% 2 SOH值>90%，90% 2 30田直>85%，85%2 SOH值>80%，80%2 SOH值>75%，75%2 SOH值>70%，劃分為6個故障預(yù)判區(qū)間，SOH值< 70%時報廢。
[0005]優(yōu)選的，在步驟B中，在步驟B中，每次電池組充電達(dá)到恒壓階段時，記錄此時電壓最高的N個單體電池的位置編號信息，每次電池組放電達(dá)到電壓快速下降拐點時，記錄此時電壓最低的N個單體電池的位置編號信息，其中N為自然數(shù)。
[0006]進(jìn)一步的，N為4或5或6，M為4或5或6。
[0007]優(yōu)選的，在步驟C完成后進(jìn)行步驟D，所述步驟D中重啟異常數(shù)據(jù)記錄，對故障概率最高的M個單體電池進(jìn)行故障檢測，并對檢測確實有故障隱患的單體電池進(jìn)行維修或更換，將維修或更換后的單體電池的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)清空，重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄。
[0008]優(yōu)選的，循環(huán)進(jìn)行步驟B.C.D，直至電池組的電池容量衰減度達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)。
[0009]
優(yōu)選的，在步驟D中，重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄時，所有單體電池的統(tǒng)計記錄都被清空后重新進(jìn)行。
[0010]作為另一種優(yōu)選的方案，在步驟D中，重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄時，除進(jìn)行維修或更換的單體電池，其它所有單體電池的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)均保留并在其基礎(chǔ)上繼續(xù)統(tǒng)計。
[0011]優(yōu)選的，采用BMS系統(tǒng)中設(shè)定劃分故障預(yù)判區(qū)間，并實時監(jiān)測電池組的SOH值變化，并由BMS系統(tǒng)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄和異常電池預(yù)判，并報出給駕駛員，對異常電池進(jìn)行維修或更換后，手動清空BMS系統(tǒng)中的記錄，然后BMS系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行下一預(yù)判區(qū)間內(nèi)的異常數(shù)據(jù)記錄。
[0012]本發(fā)明通過對動力電池組中單體電池的充電和放電狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測并進(jìn)行統(tǒng)計分析，可以有效的可能發(fā)生故障的單體電池進(jìn)行預(yù)判，可以及時找出有故障隱患的單體電池，在電池組的整個使用壽命周期內(nèi)提高其使用的安全性，且可直接利用與電池組連接的BMS系統(tǒng)實施，沒有額外的硬件成本。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0014]電壓是單體電池性能的最主要表現(xiàn)形式，單體電池電壓在充電、放電時升的過快或降的過快，都是非正常現(xiàn)象，都是電池性能差的表現(xiàn)。當(dāng)某顆單體電池同時出現(xiàn)了充電、放電時升的過快或降的過快并且在充電末端電壓最高，放電末端電壓最低，并且多次出現(xiàn)時就能判斷該單體電池性能衰減或者電池連接處異常(比如松動)。
[0015]因此，在與動力電池組連接的BMS系統(tǒng)中分別按照SOH值>95%，95%230財直>90%，90%2 SOH值>85%，85%2 SOH值>80%，80%2 SOH值>75%，75%2 SOH值>70%，設(shè)定6個連續(xù)的故障預(yù)判區(qū)間，在每個故障預(yù)判區(qū)間末端進(jìn)行相應(yīng)的維修保養(yǎng)，并實時監(jiān)測電池組的SOH值變化。
[0016]設(shè)定BMS系統(tǒng)在每個故障預(yù)判區(qū)間內(nèi)統(tǒng)計每個單體電池的充電放電次數(shù)，并在每次電池組充電達(dá)到恒壓階段時(通常磷酸鐵鋰電池3.65V，三元材料電池4.15V)，記錄此時電壓最高的5個單體電池的位置編號信息；在每次電池組放電達(dá)到電壓快速下降拐點時，(拐點的選擇可根據(jù)不同電池廠商設(shè)定，也可根據(jù)不同的電池放電倍率、不同溫度下放電曲線而選取)，記錄此時電壓最低的5個單體電池的位置編號信息，當(dāng)電池組的電池容量衰減程度達(dá)到下一故障預(yù)判區(qū)間時，BMS系統(tǒng)統(tǒng)計所有單體電池充電放電次數(shù)以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)，并計算每個單體電池被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)與充電放電次數(shù)的比值，作為故障概率，并將故障概率最高的5個單體電池的位置編號信息報出，通知駕駛員需要進(jìn)行維修或更換，在對檢測確實有故障隱患的單體電池進(jìn)行維修或更換后，手動控制BMS系統(tǒng)將維修或更換后的單體電池的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)清空，并由BMS系統(tǒng)自動重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄，除進(jìn)行維修或更換的單體電池外，其它所有單體電池的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)均保留并在其基礎(chǔ)上繼續(xù)統(tǒng)計。
[0017]隨著電池組的SOH值逐漸衰減，循環(huán)進(jìn)行上述過程，直至電池組的SOH值< 70%時報廢。
[0018]本發(fā)明可在電動汽車使用過程中提前判斷電動汽車電池組后續(xù)存在的故障電池，提前更換故障電池，這樣保持了電池的一致性，從而延長整個電池組的壽命，同樣可以避免車輛在使用過程中突然出現(xiàn)因為電池故障的意外事故。
[0019]以上已針對較佳實施例來說明本發(fā)明，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【主權(quán)項】
1.一種動力電池組故障電池預(yù)判方法，包括: A.故障預(yù)判區(qū)間劃分，根據(jù)電池組的SOH值衰減程度劃分多個連續(xù)的故障預(yù)判區(qū)間，并實時監(jiān)測電池組的SOH值變化； B.異常數(shù)據(jù)記錄，在每個故障預(yù)判區(qū)間內(nèi)，統(tǒng)計每個單體電池的充電放電次數(shù)，并監(jiān)測每個單體電池在充電放電時是否有異常，并記錄有異常的單體電池的位置及編號信息； C.異常電池預(yù)判，統(tǒng)計每個單體電池的充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)，并在達(dá)到下一故障預(yù)判區(qū)間時計算每個單體電池被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)與充電放電次數(shù)的比值，作為故障概率，并將故障概率最高的M個單體電池的位置編號信息報出，通知駕駛員需要進(jìn)行維修或更換，其中M為自然數(shù)。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:在步驟A中，根據(jù)電池組SOH值按5%衰減依次設(shè)定6個故障預(yù)判區(qū)間。3.依據(jù)權(quán)利要求2所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:在步驟A中，分別按照SOH值>95%，95% > SOH值>90%，90% > SOH值>85%，85% > SOH值>80%，80% > 30田直>75%，75%2 SOH值>70%，劃分為6個故障預(yù)判區(qū)間，SOH值< 70%時報廢。4.依據(jù)權(quán)利要求1、2、3任一所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:在步驟B中，每次電池組充電達(dá)到恒壓階段時，記錄此時電壓最高的N個單體電池的位置編號信息，每次電池組放電達(dá)到電壓快速下降拐點時，記錄此時電壓最低的N個單體電池的位置編號信息，其中N為自然數(shù)。5.依據(jù)權(quán)利要求4所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:N為4或5或6，M為4或5或6。6.依據(jù)權(quán)利要求4所述一種動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:在步驟C完成后進(jìn)行步驟D，所述步驟D中重啟異常數(shù)據(jù)記錄，對故障概率最高的M個單體電池進(jìn)行故障檢測，并對檢測確實有故障隱患的單體電池進(jìn)行維修或更換，將維修或更換后的單體電池的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)清空，重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄。7.依據(jù)權(quán)利要求6所述一種動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:循環(huán)進(jìn)行步驟B.C.D，直至電池組的電池容量衰減度達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)。8.依據(jù)權(quán)利要求6所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:在步驟D中，重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄時，所有單體電池的統(tǒng)計記錄都被清空后重新進(jìn)行。9.依據(jù)權(quán)利要求6所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:在步驟D中，重新進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄時，除進(jìn)行維修或更換的單體電池，其它所有單體電池的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括充電放電次數(shù)之和以及被記錄異常數(shù)據(jù)的次數(shù)均保留并在其基礎(chǔ)上繼續(xù)統(tǒng)計。10.依據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9任一所述動力電池組故障電池預(yù)判方法，其特征在于:采用BMS系統(tǒng)設(shè)定劃分故障預(yù)判區(qū)間，并實時監(jiān)測電池組的SOH值變化，并由BMS系統(tǒng)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)記錄和異常電池預(yù)判，并報出給駕駛員，對異常電池進(jìn)行維修或更換后，手動清空BMS系統(tǒng)中的記錄，然后BMS系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行下一預(yù)判區(qū)間內(nèi)的異常數(shù)據(jù)記錄。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動力電池組故障電池預(yù)判方法,包括:故障預(yù)判區(qū)間劃分、異常數(shù)據(jù)記錄、異常電池預(yù)判、重啟異常數(shù)據(jù)記錄、循環(huán)檢測。本發(fā)明通過對動力電池組中單體電池的充電和放電狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測并進(jìn)行統(tǒng)計分析，可以有效的可能發(fā)生故障的單體電池進(jìn)行預(yù)判，可以及時找出有故障隱患的單體電池，在電池組的整個使用壽命周期內(nèi)提高其使用的安全性，且可直接利用與電池組連接的BMS系統(tǒng)實施，沒有額外的硬件成本。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN105527582
【申請?zhí)枴緾N201610076005
【發(fā)明人】劉飛, 文鋒, 王占國, 文燦飛
【申請人】惠州市億能電子有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年2月3日