一种动力电池梯次利用的筛选重组方法及系统与流程

1.本发明涉及动力电池技术领域，更具体地说，特别涉及一种动力电池梯次利用的筛选重组方法及系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，第一批投入使用的新能源车搭载的锂电池已经或即将达到退役条件，面对越来越多的退役电池， 现有技术对退役电池的再利用方法过于简单，导致重组后的电池系统不能满足设计容量需求，并伴随压差大、寿命短等潜在风险。
3.现有技术对退役的动力电池梯次利用多是对电池模组或电池包整体利用，此类技术虽然再利用成本较低，但符合再利用标准的电池比例极低。动力电池退役多是pack内个别电芯衰减过快或长期使用中温度、自放电不均匀等致使pack内电芯一致性变差，最终导致整组电池包容量降低而不能满足于动力使用。现有技术直接利用梯次模组或梯次电池包不能从根源上解决电池组内一致性差异，在再利用的应用场景中依旧会出现pack容量不足、组内电芯压差大、个别电芯衰减快导致电池包寿命短等问题。为此，有必要开发一种动力电池梯次利用的筛选重组方法及系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种动力电池梯次利用的筛选重组方法及系统，以克服现有技术所存在的缺陷。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种动力电池梯次利用的筛选重组方法，包括以下步骤：s1、对退役电池包进行拆解得到梯次电芯，按照预选规则预选出合格梯次电芯；s2、采用第一电流值对所述梯次电芯进行分容测试，所述分容测试包括对梯次电芯进行容量清空、恒流充电、恒流恒压充电、恒流放电以及恒流充电至固定容量；s3、将分容测试后的梯次电芯按照恒流放电所放出的总容量进行分组，并按顺序对各组内所有梯次电芯排序，等待预设时间后测量并记录每支梯次电芯的开路电压ocv值；s4、对所述梯次电芯的开路电压ocv值进行分类，并根据设计的容量要求组合所述梯次电芯形成电池pack。
6.进一步地，还包括：s5、对组合后的电池pack进行充放电测试，记录所述测试充放电容量、充放电截止电压、不同阶段包内压差。
7.进一步地，所述步骤s1中的预选规则为检查外观，将漏液、破损、无极柱标识电芯筛除，以及测量电芯厚度将超过规格书厚度达到预设值的筛除。
8.进一步地，所述步骤s2具体包括：s20、采用第一电流值对所述梯次电芯恒流放电至第一电压；s21、采用第一电流值对所述梯次电芯恒流充电至第二电压，并记录记录恒流充入
容量c1；s22、采用第一电流值对所述梯次电芯恒流恒压充电至第二电压，恒压至电流降为第二电流值停止；s23、采用第一电流值对所述梯次电芯放电至第一电压，并记录恒流放出总容量c2；s24、采用第一电流值对所述梯次电芯恒流充入固定容量；s25、分别采用容量c1和容量c2对所述梯次电芯进行标记。
9.本发明还提供一种用于实现上述的动力电池梯次利用的筛选重组方法的系统，包括：预选模块，用于对退役电池包进行拆解得到梯次电芯，按照预选规则预选出合格梯次电芯；分容测试模块，用于采用第一电流值对所述梯次电芯进行分容测试，所述分容测试包括对梯次电芯进行容量清空、恒流充电、恒流恒压充电、恒流放电以及恒流充电至固定容量；分组排序模块，用于将分容测试后的梯次电芯按照恒流放电所放出的总容量进行分组，并按顺序对各组内所有梯次电芯排序，等待预设时间后测量并记录每支梯次电芯的开路电压ocv值；分类模块，用于对所述梯次电芯的开路电压ocv值进行分类，并根据设计的容量要求组合所述梯次电芯形成电池pack；所述预选模块、分容测试模块、分组排序模块和分类模块依次连接。
10.进一步地，还包括与所述分类模块连接的充放电测试模块，用于对组合后的电池pack进行充放电测试，记录所述测试充放电容量、充放电截止电压、不同阶段包内压差。
11.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过对退役电池包拆解得到梯次电芯，再经过外观检查、分容测试、自放电检验等流程对退役电池进行筛选重组，重组后的pack容量足、组内压差小、寿命更长；本发明的方法操作简单、准确度高、测试周期短、适合批量化生产，本发明能将有余能的退役电池应用于备用电源、家庭储能等低端应用场景。
12.附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
14.图1是本发明动力电池梯次利用的筛选重组方法的流程图。
15.图2是本发明动力电池梯次利用的筛选重组系统的框架图。
16.图3是本发明中梯次电芯测试数据记录表。
17.图4是按照本发明方法筛选重组后pack老化数据。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
19.退役电池由于实际容量小于额定容量的80%或组内压差过大而不能作为动力电池继续使用，但实验表明退役电池在备用电源、家庭储能等低端应用场景还有很大的使用价值。本本发明的方法选用国内某厂86ah退役磷酸铁锂电池为研究对象。
20.参阅图1所示，本实施例公开了一种动力电池梯次利用的筛选重组方法，包括以下步骤：步骤s1、先将退役电池包拆解成单体电芯，再检查外观把漏液、破损、无极柱标识电芯筛除，测量电芯厚度d，将超过规格书厚度15%的筛除，合格梯次电芯转入下一步测试。
21.步骤s2、采用0.2c电流对梯次电芯进行分容测试，分容测试包括对梯次电芯进行容量清空、恒流充电、恒流恒压充电、恒流放电以及恒流充电至固定容量，具体为：步骤s20、0.2c恒流放电至2.5v(清空电池容量)。
22.步骤s21、0.2c恒流充电至3.65v，记录电池恒流充入容量c1。
23.步骤s22、0.2c恒流恒压充电至3.65v，恒压至电流降为3a停止。
24.步骤s23、0.2c恒流放电至2.5v，记录电池恒流放出总容量c2。
25.步骤s24、0.2c恒流充入固定容量3ah。
26.步骤s25、将c1、c2两个数据打印成标签贴于电芯固定位置。
27.步骤s3、将分容测试后的梯次电芯按照恒流放电所放出的总容量c2进行分组(如1ah为一组)，依次命名为a、b、c
…
组，并按顺序对各组内所有梯次电芯排序并记于外贴标签上，等待48h后测量并记录每支梯次电芯的开路电压ocv值(5%电量时电池电压上升斜率最大，可用最短的时间观察电池自放电k值)。
28.步骤s4、对所述梯次电芯的开路电压ocv值进行分类，并根据设计的容量要求按32支(2p16s)分组转入生产组装环节进行重组利用。
29.本实施例中，先按电池恒流放出总容量c2数据分组，再将电芯编号、电池恒流充入容量c1、ocv数据录入表格。例如：a、b组为65ah梯次电芯，先对恒流充入容量筛选1ah(62-62.9)以内的，再对电压进行升序排序，从上到下依次选取32个为一组，组成2p16s即48v130ah电池包，注意筛选后组内压差≤30mv。图3为5个容量测试数据完成筛选后截图。
30.步骤s5、对组合后的电池pack进行充放电测试，记录所述测试充放电容量、充放电截止电压、不同阶段包内压差。
31.本实施例中，图3中5组电池组装成pack后测试数据如图4，测试电流为60a，电池包充电保护总压为57.6v、放电截止电压为42v，单体电芯充电保护电压为3.65v、放电保护电压为2.5v。
32.结合以上实验数据可以看出使用本发明的方法将退役电池分选重组后的pack容量足，放电电压平台稳定、组内压差小，而且具备测试周期短、实验设备简单、适合批量化生产、梯次利用可靠性高等优点。
33.参阅图2所示，本发明还提供一种用于实现上述动力电池梯次利用的筛选重组方法的系统，包括：预选模块1，用于对退役电池包进行拆解得到梯次电芯，按照预选规则预选出合格梯次电芯；分容测试模块2，用于采用第一电流值对所述梯次电芯进行分容测试，所
述分容测试包括对梯次电芯进行容量清空、恒流充电、恒流恒压充电、恒流放电以及恒流充电至固定容量；分组排序模块3，用于将分容测试后的梯次电芯按照恒流放电所放出的总容量进行分组，并按顺序对各组内所有梯次电芯排序，等待预设时间后测量并记录每支梯次电芯的开路电压ocv值；分类模块4，用于对所述梯次电芯的开路电压ocv值进行分类，并根据设计的容量要求组合所述梯次电芯形成电池pack；所述预选模块、分容测试模块、分组排序模块和分类模块依次连接。
34.本实施例还包括与所述分类模块4连接的充放电测试模块5，用于对组合后的电池pack进行充放电测试，记录所述测试充放电容量、充放电截止电压、不同阶段包内压差。
35.本发明通过对退役电池包拆解得到梯次电芯，再经过外观检查、分容测试、自放电检验等流程对退役电池进行筛选重组，重组后的pack容量足、组内压差小、寿命更长；本发明的方法操作简单、准确度高、测试周期短、适合批量化生产，本发明能将有余能的退役电池应用于备用电源、家庭储能等低端应用场景。
36.虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。