一种快速评估锂离子电池模组容量的方法与流程

技术特征：
1.一种快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)获取锂离子电池模组中的单体电池的荷电状态soc和开路电压ocv的关系模型；(2)对待估算容量的锂离子电池模组进行活化后一次静置，并记录一次静置后每个单体电池的电压；(3)继续放电，二次静置，并记录二次静置后每个单体电池的电压；(4)根据步骤(1)所述的关系模型，以及步骤(2)和步骤(3)获得的电压数据，获得步骤(3)放电前每个单体电池的荷电状态soc
sx
和放电后每个单体电池的荷电状态soc
ex
，其中，x为1～n的整数，n为单体电池个数；(5)根据步骤(3)放电期间的放电容量c
bt
、soc
sx
以及soc
ex
，计算每一个单体电池的容量；(6)根据单体电池在步骤(3)放电前的荷电状态soc
sx
，计算每一个单体电池的初始可充电容量，并取最小值c
acmin
；根据单体电池在步骤(3)放电后的荷电状态soc
ex
，计算每一个单体电池的放电后还可以再放电容量，并取最小值c
admin
；则锂离子电池模组的容量＝c
acmin
c
admin
c
bt
。2.根据权利要求1所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，步骤(1)包括：(a)准备一个由n个单体电池串联而成的锂离子电池模组，其中一个单体电池的容量略低于其它单体电池的容量，该单体电池记为触发单体电池；(b)以预设电流将锂离子电池模组充电到触发单体的电压达到截止电压，静置时间t1，然后以一定的梯度降低电流，充电到触发单体的电压达到截止电压，静置时间t1，继续按照一定的梯度降低电流，充电到触发单体的电压达到截止电压，静置时间t1，以此方式进行降低电流、充电和静置的循环，直到电流达到预设电流的1/10～1/20时停止充电，静置时间t2，此时电池的soc记为soc1，soc1为100％，电压记为ocv1，(c)以一定的倍率进行放电后静置时间t3，并按照原倍率放电后静置时间t3的方式循环放电直到触发单体的电压达到放电截止电压时停止，记总的放电容量为c
d
，第一次放电的容量为c1，第一次放电并静置时间t3后的电压记为ocv2，第一次放电并静置时间t3后电池的soc记为soc2，soc2＝(c
d
‑
c1)/c
d
，按照此计算方法即可获得任意soc以及对应的电压值，根据多组soc和电压数据，建立荷电状态soc和开路电压ocv的关系模型。3.根据权利要求2所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，所述锂离子电池模组的n个单体电池中，触发单体电池以外的n
‑
1个单体电池的容量均为c0，触发单体电池的容量比c0低1％～3％；优选地，所述降低电流、充电和静置的循环中，每一个循环时的电流相比于前次循环的电流降低5％～10％。4.根据权利要求2或3所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，t1＝5s～15s；优选地，t2＝5min～15min；优选地，t3＝5min～15min。
5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，步骤(2)所述活化为：0.5c～1c放电3min～5min；优选地，步骤(2)所述一次静置的时间为5min～15min。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，步骤(3)所述放电的倍率为0.5c～1c；优选地，步骤(3)所述放电的时间为6min～10min；优选地，步骤(3)所述放电的倍率与建立荷电状态soc和开路电压ocv的关系模型过程中步骤(c)的放电倍率相等；优选地，步骤(3)所述二次静置的时间与t3相等。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，步骤(5)所述计算的方法为：记第x个单体电池的容量为c
x
，则c
x
＝c
bt
/(soc
sx
‑
soc
ex
)。8.根据权利要求7所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，步骤(6)所述计算每一个单体电池的初始可充电容量的方法为：记第x个单体电池的初始可充电容量为c
acx
，则c
acx
＝c
x
*(1
‑
soc
sx
)。9.根据权利要求7或8所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，步骤(6)所述计算每一个单体电池的放电后还可以再放电容量的方法为：记第x个单体电池的放电后还可以再放电容量为c
adx
＝c
x
*soc
ex
。10.根据权利要求1
‑
9任一项所述的快速评估锂离子电池模组容量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)准备一个由n个单体电池串联而成的锂离子电池模组，其中一个单体电池的容量略低于其它单体电池的容量，该单体电池记为触发单体，所述触发单体以外的n
‑
1个单体电池的容量均为c0，触发单体电池的容量为c0的1％～3％；以电流1c将锂离子电池模组充电到触发单体电池的电压达到截止电压，静置10s，将电流降低0.1c继续充电，触发单体电池的电压达到截止电压后再次静置10s，再次将电流降低0.1c继续充电，触发单体电池的电压达到截止电压后再次静置10s，以此类推，直到电流达到1/10c时停止充电，静置10min，此时电池的soc记为soc1，soc1为100％，电压记为ocv1，然后1c放电3min，静置10min，再1c放电3min，静置10min，以此方式循环放电直到触发单体电池电压时停止；总的放电容量记为c
d
，第一次放电的容量为c1，第一次放电并静置10min后的电压记为ocv2，第一次放电并静置10min后电池的soc记为soc2，soc2＝(c
d
‑
c1)/c
d
，第二次放电的容量为c2，第二次放电并静置10min后的电压记为ocv3，第二次放电并静置10min后电池的soc记为soc3，soc3＝(c
d
‑
c1‑
c2)/c
d
，按照上述方法即可获得任意soc以及对应的电压值，根据多组soc和电压数据，建立荷电状态soc和开路电压ocv的关系模型。(2)对待估算容量的锂离子电池模组以1c放电3min，一次静置10min，记录一次静置后每个单体电池的电压，分别为ocv
s1
，ocv
s2
，ocv
s3
，
……
ocv
sx
，
……
，ocv
sn
，其中，x为1～n的整数；(3)再次1c放电6min，二次静置10min，记录二次静置后每个单体电池的电压，分别为ocv
e1
，ocv
e2
，ocv
e3
，
……
ocv
ex
，
……
，ocv
en
，其中，x为1～n的整数；
(4)根据步骤(1)所述的关系模型，以及步骤(2)和步骤(3)获得的电压数据，获得步骤(3)放电前每个单体电池的荷电状态soc
sx
和放电后每个单体电池的荷电状态soc
ex
，其中，x为1～n的整数，n为单体电池个数；(5)计算每一个单体电池的容量：记第x个单体电池的容量为c
x
，则c
x
＝c
bt
/(soc
sx
‑
soc
ex
)；(6)计算每一个单体电池的初始可充电容量：记第x个单体电池的初始可充电容量为c
acx
，则c
acx
＝c
x
*(1
‑
soc
sx
)；取c
acx
中的最小值，记为c
acmin
；计算每一个单体电池的放电后还可以再放电容量：记第x个单体电池的放电后还可以再放电容量为c
adx
＝c
x
*soc
ex
；取c
adx
中的最小值，记为c
admin
；则锂离子电池模组的容量＝c
acmin
c
admin
c
bt
。

技术总结
本发明公开了一种快速评估锂离子电池模组容量的方法，包括：1)获取锂离子电池模组中的单体电池的荷电状态SOC和开路电压OCV的关系模型；2)对待估算容量的锂离子电池模组进行活化后一次静置，记录一次静置后每个单体电池的电压；3)继续放电，二次静置，记录二次静置后每个单体电池的电压；4)根据所述的关系模型，以及步骤2)和步骤3)获得的电压数据，获得步骤3)放电前每个单体电池的荷电状态SOC


技术研发人员：张福生 王利 李晓海
受保护的技术使用者：天津市捷威动力工业有限公司
技术研发日：2021.07.09
技术公布日：2021/10/18