一种多并数电池压差阈值的标定方法与流程

1.本发明涉及电池检测的技术领域，尤其涉及一种多并数电池压差阈值的标定方法。


背景技术：

2.随着人们对电动车续航里程与高安全性能的需求的不断提高，尤其是市场上电动车自燃事件频发，整车不能准确地监测到电池状态的变化上报故障提示预警乘员，造成市场抱怨。现有市场上大多数车型电池包成组方式为少并数方式，单个电池失效或者发生自放电，电压变化明显，在电压监控时要基本要兼顾到每个电池。该型电池包的压差诊断策略主要是监控所有电池的电压，由于少并数方式出现电压波动幅度较大，可通过阈值变化设定相应故障码上报。而另一种电池包组成方式为多并数小容量电池包结构方式，该型电池包的压差诊断策略与少并数的电池包并不相同。如当其中一颗电池出现自放电或失效时，多并数电压上变化不够明显，可能需要长期静置或运行后才能凸显变化，不能够做到早期提前识别与预警。因此，如何对多并数电池压差阈值进行标定具有重要的意义。


技术实现要素：

3.本发明提供一种多并数电池压差阈值的标定方法，解决现有多并数电池包的压差故障诊断存在不准确的问题，能提高电池包的压差故障的诊断精度，增加电池包的安全性。
4.为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种多并数电池压差阈值的标定方法，包括：
6.获取电池包的电池容量，并对电池包在不同soc下进行放电压差一致性标定，以确定电池包的容量差；
7.将电池包在满电、半电和空电状态下随机性地挑断任一颗电芯的负极耳，以标定电芯失效的电池包状态，进而获取失效后的电池包的失效压差；
8.获取电池包的设计余量，并根据所述容量差、所述失效压差和所述设计余量计算得到电池包的静态压差阈值。
9.优选的，还包括：
10.对电池包的直流内阻进行dcr标定，以获取电池包的电池内阻差和软连接阻值；
11.根据所述电池内阻差、所述软连接阻值和所述设计余量确定电池包的动态压差系数；
12.获取电池包的放电电流，根据所述放电电流、所述动态压差系数和所述静态压差阈值计算得到电池包的动态压差阈值。
13.优选的，还包括：
14.获取电池包的初始状态和末期状态的静态压差，并根据所述静态压差对电池包的静态压差阈值进行修正。
15.优选的，所述对电池包在不同soc下进行放电压差一致性标定，包括：
16.1)电池包在
‑
10℃环境下充分静置，电池包tmax
‑
tmin≤2℃，tmax≤
‑
8℃；
17.2)以1c放电至soc90％，记录此时的vmax和vmin；
18.3)静置1h，记录vmax和vmin；
19.4)继续静置，至电池包tmax
‑
tmin≤2℃，tmax≤
‑
8℃；
20.5)采用步骤2)、3)、4)继续放电至soc80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％和0；
21.6)在0℃、10℃、25℃重复1)～5)的步骤。
22.优选的，所述对电池包的直流内阻进行dcr标定，包括：
23.按照厂家规定的充电制式充电至规定的截止电压，记录充电过程的充电容量、能量、末期压差、温度；
24.在soc100％，以1.5c倍率放电10s，计算电池在soc100％的直流内阻，继续分别以1c放电至soc90％、soc80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％或0，以1.5c倍率放电10s，计算不同soc对应的直流内阻。
25.优选的，所述对电池包的直流内阻进行dcr标定，还包括：
26.采集不同soc状态下电池包的vmax和vmin，根据公式dcr＝(vmax
‑
vmin)/i计算对应的直流内阻，其中i为电池包放电电流。
27.优选的，所述根据所述放电电流、所述动态压差系数和所述静态压差阈值计算得到电池包的动态压差阈值，包括：
28.根据公式：δv
动态
＝k*i δv
静态
，计算得到所述动态压差阈值δv
动态
，其中，k为动态压差系数，δv
静态
为静态压差阈值。
29.优选的，所述获取电池包的电池内阻差，包括：
30.获取25℃/10℃/0℃/
‑
10℃电池内阻分布和模块并联数，如果不同温差条件下，电池包内模块间内阻差为rmax～rmin，模块并联数为n，则根据公式：r2＝(rmax
‑
rmin)/n，计算得到电池内阻差r2。
31.优选的，还包括：
32.在25℃/10℃/0℃/
‑
10℃四个温度点，对满电、半电及空电三种soc状态下的电池包进行测试，得到动静态下的压差和dcr值，并根据设定的电池压差故障诊断策略确定静态压差阈值和动态压差阈值。
33.本发明提供一种多并数电池压差阈值的标定方法，通过将电池包在满电、半电和空电状态下随机性地挑断任一颗电芯的负极耳，以进行电池包的失效压差标定，并根据设计余量和电池包的容量差确定电池包的静态压差阈值，解决现有多并数电池包的压差故障诊断存在不准确的问题，能提高电池包的压差故障的诊断精度，增加电池包的安全性。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
35.图1是本发明提供的一种多并数电池压差阈值的标定方法的示意图。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
37.针对当前多并数电池包的压差诊断存在不准确的问题，本发明提供一种多并数电池压差阈值的标定方法，通过将电池包在满电、半电和空电状态下随机性地挑断任一颗电芯的负极耳，以进行电池包的失效压差标定，并根据设计余量和电池包的容量差确定电池包的静态压差阈值，解决现有多并数电池包的压差故障诊断存在不准确的问题，能提高电池包的压差故障的诊断精度，增加电池包的安全性。
38.如图1所示，一种多并数电池压差阈值的标定方法，包括：
39.s1：获取电池包的电池容量，并对电池包在不同soc下进行放电压差一致性标定，以确定电池包的容量差。
40.s2：将电池包在满电、半电和空电状态下随机性地挑断任一颗电芯的负极耳，以标定电芯失效的电池包状态，进而获取失效后的电池包的失效压差。
41.s3：获取电池包的设计余量，并根据所述容量差、所述失效压差和所述设计余量计算得到电池包的静态压差阈值。
42.具体地，通过在满电、半电、空电状态下随机性地挑断任一颗电芯的负极耳，模拟实际中电芯在电池包中的失效状态，按照规定的充放电制式进行动静态条件下的不同soc下电池包放电压差一致性标定测试。在不同soc状态下电池包放电压差的测试标定是为了得到初始完好电池包状态下放电整个过程中的实际动静态压差水平，也就是电池包本身的容量差，以得到后面电芯单体不同soc状态下失效的静态压差阈值的基础值。可根据公式：静态压差阈值＝容量差 一颗单体失效后理论压差 设计余量，进行静态压差阈值的计算。有案例表明通过在满电态挑断一颗电芯，soc＜10％时实际压差较大；在空电态挑断一颗电芯，soc＞80％时实际压差较大。综合对比不同soc下单体失效压差变化，以确定设计余量值，能减少误报与错报的概率。该方法能提高电池包的压差故障的诊断精度，增加电池包的安全性。
43.该方法还包括：
44.s4：对电池包的直流内阻进行dcr标定，以获取电池包的电池内阻差和软连接阻值。
45.s5：根据所述电池内阻差、所述软连接阻值和所述设计余量确定电池包的动态压差系数。
46.s6：获取电池包的放电电流，根据所述放电电流、所述动态压差系数和所述静态压差阈值计算得到电池包的动态压差阈值。
47.具体地，为确保不同soh下电池压差阈值的准确性，需标定不同soh状态的电池动态阈值。动态压差阈值＝静态压差阈值 k*i，其中i为电流，k为动态压差系数，可由dcr标定值确定。
48.所述对电池包的直流内阻进行dcr标定，包括：
49.按照厂家规定的充电制式充电至规定的截止电压，记录充电过程的充电容量、能量、末期压差、温度。
50.在soc100％，以1.5c倍率放电10s，计算电池在soc100％的直流内阻，继续分别以
1c放电至soc90％、soc80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％或0，以1.5c倍率放电10s，计算不同soc对应的直流内阻。
51.所述对电池包的直流内阻进行dcr标定，还包括：采集不同soc状态下电池包的vmax和vmin，根据公式dcr＝(vmax
‑
vmin)/i计算对应的直流内阻，其中i为电池包放电电流。
52.所述根据所述放电电流、所述动态压差系数和所述静态压差阈值计算得到电池包的动态压差阈值，包括：根据公式：δv
动态
＝k*i δv
静态
，计算得到所述动态压差阈值δv
动态
，其中，k为动态压差系数，δv
静态
为静态压差阈值。
53.具体地，针对电池包的dcr测试，通过采集vmax和vmin，总内阻差计算公式如下：dcr＝(vmax
‑
vmin)/i，δr＝(δv
动态
‑
δv
静态
)/i。k＝r1 r2 δr，r1为软连接内阻，r2为模组少一颗电芯的内阻差。
54.进一步，所述获取电池包的电池内阻差，包括：获取25℃/10℃/0℃/
‑
10℃电池内阻分布和模块并联数，如果不同温差条件下，电池包内模块间内阻差为rmax～rmin，模块并联数为n，则根据公式：r2＝(rmax
‑
rmin)/n，计算得到电池内阻差r2。
55.在一实施例中，针对21700三元电芯，39并模组，r2为34.8/38
‑
34.8/39＝0.023mω，其中34.8为25℃下单个电芯dcr。
56.该方法还包括：
57.s7：获取电池包的初始状态和末期状态的静态压差，并根据所述静态压差对电池包的静态压差阈值进行修正。
58.在实际应用中，为确保不同soh下电池静态压差阈值的准确性，需标定初如状态(bol)和末期状态(eol)的电池静态阈值，基于电池ocv曲线，设计不同温度下的正常电池包静态压差，δv
设计余量
＝δv
正常
设计余量，假设电池模块在满电/半电/空电状态下缺失一颗电池单体的静态压差标定δv失效。其计算公式如下：δv
静态
＝δv
设计余量
δv
失效
。
59.进一步，所述对电池包在不同soc下进行放电压差一致性标定，包括：
60.1)电池包在
‑
10℃环境下充分静置，电池包tmax
‑
tmin≤2℃，tmax≤
‑
8℃；
61.2)以1c放电至soc90％，记录此时的vmax和vmin；
62.3)静置1h，记录vmax和vmin；
63.4)继续静置，至电池包tmax
‑
tmin≤2℃，tmax≤
‑
8℃；
64.5)采用步骤2)、3)、4)继续放电至soc80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％和0；
65.6)在0℃、10℃、25℃重复1)～5)的步骤。
66.该方法还包括：在25℃/10℃/0℃/
‑
10℃四个温度点，对满电、半电及空电三种soc状态下的电池包进行测试，得到动静态下的压差和dcr值，并根据设定的电池压差故障诊断策略确定静态压差阈值和动态压差阈值。
67.可见，本发明提供一种多并数电池压差阈值的标定方法，通过将电池包在满电、半电和空电状态下随机性地挑断任一颗电芯的负极耳，以进行电池包的失效压差标定，并根据设计余量和电池包的容量差确定电池包的静态压差阈值，解决现有多并数电池包的压差故障诊断存在不准确的问题，能提高电池包的压差故障的诊断精度，增加电池包的安全性。
68.以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所
述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。