一種動力電池組一致性檢測裝置及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種動力電池組一致性檢測裝置及設(shè)備，屬于動力電池技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于動力電池容量和端電壓的限制，在電動車輛采用的動力電池應(yīng)用中通常需要 多個電池進(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。因此電動汽車動力電池組在長期的充 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，可能會導(dǎo)致各電芯在充放電時的實時電壓分配不均，呈發(fā)散趨勢，容易造成電 池組內(nèi)部電池離散性加大，個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)致對一致性判斷較片面，判斷結(jié)果也不準(zhǔn)確。動 力電池組的一致性檢測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)， 因此如何對成組后的動力電池組進(jìn)行一致性檢測是電池成組應(yīng)用技術(shù)中需要解決的主要 問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型為解決現(xiàn)有的電池管理技術(shù)存在的只能反映整個電池組中最高單體 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 動力電池組一致性檢測裝置及設(shè)備。本實用新型提出的技術(shù)方案包括：
[0005] 一種動力電池組一致性檢測裝置，所述動力電池組由多個電池單體串及/或并聯(lián) 組成，并通過采樣線束與電池管理裝置連接，所述電池管理裝置用于控制所述動力電池組 充電或放電，所述裝置包括：
[0006] 數(shù)據(jù)獲取單元，用于在荷電狀態(tài)SOC為100%的動力電池組的放電過程中，每隔預(yù) 定百分?jǐn)?shù)的SOC獲取所述動力電池組中每個電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對偏 差中的任意一種以及每個電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差；
[0007] 檢測單元，將所述每個電池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對偏差中的任意一 種以及每個電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差與閾值進(jìn)行比較以對所述動力電池組的一致性進(jìn)行檢 測。
[0008] 本實用新型所述的動力電池組一致性檢測裝置的數(shù)據(jù)獲取單元還用于在SOC為 100%的動力電池組的放電過程中，每隔預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC獲取所述動力電池組中每個電 池單體的電壓變異系數(shù)。
[0009] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測裝置中，所述裝置還包括電池控制單 元，所述電池控制單元包括：
[0010] 放電子單元，用于通過放電裝置對所述動力電池組按預(yù)定放電倍率進(jìn)行恒流放 電，直至達(dá)到所述電池管理裝置自動終止放電，靜止預(yù)定時間；
[0011] 充電子單元，用于通過充電裝置對所述動力電池組按預(yù)定充電倍率進(jìn)行恒流充 電，當(dāng)總電壓達(dá)到預(yù)定值時變?yōu)楹銐撼潆?，?dāng)充電倍率降為預(yù)定充電值時充電終止，所述電 池管理裝置將所述動力電池組的SOC修正為100%。
[0012] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測裝置中，所述電池控制單元還用于在 所述動力電池組的充放電過程中，若某個電池單體的參數(shù)超過閾值，停止對該電池單體的 能量供給。
[0013] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測裝置中，在所述數(shù)據(jù)獲取單元中包 括：
[0014] 采集子單元，用于采集所述動力電池組的總電壓、總電流、所有單體電池的電壓、 所有采樣點的溫度；
[0015] SOC估算子單元，用于通過電流積分和相電壓穩(wěn)態(tài)修正實時估算SOC值，并對所述 估算的SOC值進(jìn)行修正；
[0016] 計算子模塊，用于根據(jù)所述動力電池組電壓的特性參數(shù)，計算預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC 狀態(tài)下的所述動力電池組電壓標(biāo)準(zhǔn)差、電壓變異系數(shù)、極端電壓偏差和極端電壓相對偏差。
[0017] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測裝置中，所述裝置還包括：
[0018] 存儲單元，用于存儲所述動力電池組在預(yù)設(shè)SOC狀態(tài)下的電壓標(biāo)準(zhǔn)差、電壓變異 系數(shù)、極端電壓偏差和極端電壓相對偏差等參數(shù)。
[0019] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測裝置中，所述裝置還包括：
[0020] 通信單元，用于通過采樣線束連接所述動力電池組和所述電池管理裝置。
[0021] 一種動力電池組一致性檢測設(shè)備，包括檢測裝置和電源管理裝置；所述電源管理 裝置包括用于檢測動力電池組充放電狀態(tài)的充/放電測試儀、用于控制充/放電測試儀和 充/放電機(jī)的控制單元以及用于對動力電池組執(zhí)行充放電操作的充/放電機(jī)；所述電源管 理裝置通過總線與所述檢測裝置連接，所述檢測裝置用于在荷電狀態(tài)SOC為100 %的動力 電池組的放電過程中，每隔預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC獲取所述動力電池組中每個電池單體的極端 電壓偏差和極端電壓相對偏差中的任意一種以及每個電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差，并將每個電 池單體的極端電壓偏差和極端電壓相對偏差中的任意一種以及每個電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn) 差與閾值進(jìn)行比較以對所述動力電池組的一致性進(jìn)行檢測。
[0022] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測設(shè)備中，所述檢測裝置包括：
[0023] 采集子單元，用于采集所述動力電池組的總電壓、總電流、所有單體電池的電壓、 所有采樣點的溫度；
[0024] SOC估算子單元，用于通過電流積分和相電壓穩(wěn)態(tài)修正實時估算SOC值，并對所述 估算的SOC值進(jìn)行修正；
[0025] 計算子模塊，用于根據(jù)所述動力電池組電壓的特性參數(shù)，計算預(yù)定百分?jǐn)?shù)的SOC 狀態(tài)下的所述動力電池組電壓標(biāo)準(zhǔn)差、電壓變異系數(shù)、極端電壓偏差和極端電壓相對偏差。
[0026] 在本實用新型所述的動力電池組一致性檢測設(shè)備中，所述檢測裝置還包括：
[0027] 放電子單元，用于通過放電裝置對所述動力電池組按預(yù)定放電倍率進(jìn)行恒流放 電，直至達(dá)到所述電池管理裝置自動終止放電，靜止預(yù)定時間；
[0028] 充電子單元，用于通過充電裝置對所述動力電池組按預(yù)定充電倍率進(jìn)行恒流充 電，當(dāng)總電壓達(dá)到預(yù)定值時變?yōu)楹銐撼潆?，?dāng)充電倍率降為預(yù)定充電值時充電終止，所述電 池管理裝置將所述動力電池組的SOC修正為100%。
[0029] 本實用新型的有益效果是：通過獲取所述動力電池組中每個電池單體的極端電壓 偏差和極端電壓相對偏差中的任意一種以及每個電池單體的電壓標(biāo)準(zhǔn)差作為參數(shù)，從而能 夠有效地表示電池之間的內(nèi)在差異，再將相應(yīng)參數(shù)與閾值進(jìn)行比較以對所述動力電池組的 一致性進(jìn)行檢測，具有操作簡單方便、檢測過程穩(wěn)定可靠以及評判結(jié)果準(zhǔn)確性較高的特點。
【附圖說明】
[0030] 圖1以示例的方式示出了動力電池組一致性檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0031] 圖2以示例的方式示出了動力電池組一致性檢測設(shè)備的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
[0032] 圖3以示例的方式示出了實施例一中的動力電池組電壓標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)的坐 標(biāo)圖，其中的橫坐標(biāo)表示SOC值，左側(cè)縱坐標(biāo)和"?"表示電壓標(biāo)準(zhǔn)差，右側(cè)縱坐標(biāo)和" □"表 示離散系數(shù)。
[0033] 圖4以示例的方式示出了實施例一中的動力電池組極端單體電壓偏差的坐標(biāo)圖， 其中的橫坐標(biāo)表示SOC值，左側(cè)縱坐標(biāo)和"▲"表示極端電壓正偏差（單位為mV)，右側(cè)縱坐 標(biāo)和" □"表示極端電壓負(fù)偏差（單位為mV)。
[0034] 圖5以示例的方式示出了實施例一中的動力電池組極端單體電壓相對偏差的坐 標(biāo)圖，其中的橫坐標(biāo)表示SOC值，左側(cè)縱坐標(biāo)和"▲"表示極端電壓相對正偏差（單位為mV)， 右側(cè)縱坐標(biāo)和" □"表示極端電壓相對負(fù)偏差（單位為mV)。
[0035] 圖6以示例的方式示出了實施例二中的動力電池組電壓標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)的坐 標(biāo)圖，其中的橫坐標(biāo)表示SOC值，左側(cè)縱坐標(biāo)和"?"表示電壓標(biāo)準(zhǔn)差，右側(cè)縱坐標(biāo)和" □"表