CN103454589B - 电动汽车的电池模块性能检测方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车的电池模块性能检测方法，包括以下步骤：保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C；测量预设时段内所述电池模块中单体电池的平均电压差；设置电池模块性能为所述平均电压差和与所述电池模块型号规格相同的标准电池模块的标准电压差的比值。上述电池模块性能检测方法，保持电池模块以预设放电倍率放电，测量预设时段内电池模块中单体电池的平均电压差，根据单体电池的平均电压差来衡量电池模块性能，因而上述方法能够快速的检测出电池模块的性能。

Description

电动汽车的电池模块性能检测方法

【技术领域】

本发明涉及电学领域，特别地涉及一种电动汽车的电池模块性能检测方法。

【背景技术】

随着能源与环境问题的日益突出，相对节能环保的电动汽车行业得到快速发展。电动汽车的动力蓄电池是电动汽车的重要组成部分，直接影响着电动汽车的各项性能指标，例如续航里程、使用寿命等。因此，对于电动汽车动力蓄电池的性能检测变得极其重要。

电动汽车的电池模块性能，也可说是电动汽车的电池模块健康状态(StateofHealth，SOH)。目前一般用电动汽车的电池模块当前的可充最大容量作为电动汽车的电池模块的评价指标。采用如下公式测量电动汽车的电池模块性能：

$SOH=\frac{C_{now}}{C_0}\×100\%$

其中，C_now为电池模块当前可充的最大电池容量，单位为Ah；C₀为该电池模块的标称容量。SOH的值越接近1，说明电池模块的健康状态越好。

上述方法需要将电动汽车的电池模块进行彻底放电后，再按照厂商提供的标称充电方式将电池充满，而厂商提供的标称充电方式一般为相对较小的电流，所以该方法需要花费的时间较长。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能提高检测速度的电动汽车的电池模块性能检测方法。

一种电动汽车的电池模块性能检测方法，包括以下步骤：

保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C；

测量预设时段内所述电池模块中单体电池的平均电压差；

设置所述电池模块性能为所述平均电压差和与所述电池模块型号规格相同的标准电池模块的标准电压差的比值。

在其中一种实施例中，所述保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C的步骤为：

保持电动汽车在底盘测功机上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以所述预设放电倍率放电。

在其中一种实施例中，所述保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C的步骤为：

用放电设备以所述预设放电倍率对所述电动汽车的电池模块放电。

在其中一种实施例中，所述方法还包括步骤：

监测所述电池模块在所述电动汽车运行期间的温度，若所述温度超过所述电池模块的安全使用温度，则停止运行电动汽车。

在其中一种实施例中，在保持电动汽车在坡道上运行的步骤之前，所述方法还包括：

检测所述电池模块的荷电状态是否大于等于50％，若否，将所述电池模块充电，使所述电池模块中单体电池的荷电状态大于等于50％。

在其中一种实施例中，在保持电动汽车在坡道上运行的步骤之前，所述方法还包括：

将所述电动汽车的轮胎气压调整到所述轮胎的制造厂商规定的气压；

将所述电动汽车的能量储存系统按照所述能量储存系统的制造厂商的规定进行调整；

检查所述电动汽车的与所述电动汽车运行没有直接关系的用电设备是否处于关闭状态，若否，则关闭所述用电设备。

在其中一种实施例中，所述电动汽车的轮胎的花纹深度不小于1.6mm，所述轮胎的胎面和胎壁没有暴露出轮胎帘布层的破裂和割伤；

所述电动汽车在进行电池模块性能检测前已经运行的里程不小于150千米；进行电池汽车的电池模块性能检测的环境温度为0℃～40℃，环境相对湿度不大于85％；

所述坡道的路面为平坦硬化的路面。

在其中一种实施例中，其特征在于，所述方法还包括步骤：

在电池模块保持以预设放电倍率放电的开始时刻至终止时刻后的预设时刻之间的预设数量个随机时刻，测量所述电池模块中的单体电池的电压；

分别计算所述随机时刻中各时刻所述单体电池的平均电压值，并计算所述各时刻每个单体电池的电压与所述单体电池的平均电压值的差的绝对值，获取所述各时刻对应的所述绝对值中的最大绝对值；

设置所述电池模块的差异性为所述最大绝对值的平均值；

所述电池模块的差异性越大，则所述电池模块的性能越差。

上述电动汽车的电池模块性能检测方法，保持电动汽车在坡道上运行，以保持电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，测量预设时段内电池模块中单体电池的平均电压差，根据单体电池的平均电压差来衡量电池模块性能，因而上述方法能够快速的检测出电动汽车的电池模块的性能，提高电动汽车的电池模块性能的检测速度。

【附图说明】

图1为一个实施例中的电动汽车的电池模块性能检测方法的流程示意图；

图2为电池在放电过程中电压与时间的函数图像；

图3为一个实施例中测量电池模块中单体电池电压与单体电池平均电压差距的流程示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，在一个实施例中，一种电动汽车的电池模块性能检测方法，包括以下步骤：

步骤S102，保持电动汽车在坡道上运行，以保持电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C。

具体的，可预先设置所述预设放电倍率为某一大于等于1C的固定值。优选的，若电池模块的制造厂商规定的该种电池模块的标准放电倍率大于等于1C，则预设放电倍率的大小可以设置为该标准放电倍率的大小。

在一个实施例中，可在一定坡道上启动电动汽车，并逐步加速电动汽车，监测电池模块的放电倍率，当放电倍率达到预设放电倍率时，保持电动汽车匀速运行。优选的，可在坡度为30°的坡道上运行电动汽车。

在另一个实施例中，当放电倍率达到预设放电倍率以后，可持续监测电池模块的放电倍率，并随着电池模块放电倍率的变化而调整电动汽车的运行速度，使得电池模块的放电倍率保持在预设放电倍率上下不超过阈值的范围内。优选的，阈值为预设放电倍率的10％。

在一个实施例中，可保持电动汽车在底盘测功机上运行，以保持电动汽车的电池模块以上述预设放电倍率放电。

具体的，可使电动汽车以一定的负载在底盘测功机上运行，逐步加速电动汽车，监测电池模块的放电倍率，当放电倍率达到上述预设放电倍率时，保持电动汽车匀速运行。在另一个实施例中，当放电倍率达到预设放电倍率以后，可持续监测电池模块的放电倍率，并随着电池模块放电倍率的变化而调整电动汽车的运行速度，使得电池模块的放电倍率保持在预设放电倍率上下不超过阈值的范围内。

在另一个实施例中，还可用放电设备以上述预设放电倍率对电动汽车的电池模块放电。

电池模块小电流放电时，电压变化不明显，保持放电倍率大于等于1C的大电流放电，可减少测量仪的测量误差对电压测量值的影响，从而可减少在预设时段内测量得到的电池模块中单体电池的电压差的误差。

步骤S104，测量预设时段内电池模块中单体电池的平均电压差。

在一个实施例中，可预先设置预设时段为某固定的时段。优选的，预设时段的开始时刻设置在电动汽车的电池模块的放电倍率开始达到上述预设放电倍率以后；预设时段的终止时刻不能超过电池模块持续保持以预设放电倍率放电后30分钟。

具体的，可用电池模块监测仪采集预设时段的起始时刻与终止时刻电池模块中单体电池的电压，保存电池模块中各个单体电池的电压记录。

进一步的，可计算在预设时段的起始时刻与终止时刻测量的电池模块中各单体电池的电压差。

进一步的，可按照如下公式计算在预设时段的起始时刻与终止时刻电池模块中单体电池的平均电压差：

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{V}=\frac{1}{N}\×\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(V_i^{\′}-V_i)$

其中，为预设时段内电池模块中单体电池的平均电压差，N为电池模块中单体电池的数量，V′_i(i＝1,…,N)为预设时段的终止时刻电池模块中第i个电池单体的电压，V_i(i＝1,…,N)为预设时段的起始时刻电池模块中第i个电池单体的电压。

步骤S106，设置电池模块性能为上述平均电压差和与电池模块型号规格相同的标准电池模块的标准电压差的比值。

在一个实施例中，标准电池模块为合格的、加工完成后未使用过的、当前可充最大容量为标称容量的电池模块。具体的，可在多个与待检测的电池模块型号规格相同的标准电池模块中，随机抽样出预设个标准电池模块，将抽样出的标准电池模块按照步骤S102～S104的过程，测试得到各个标准电池模块的平均电压差，进一步计算各个标准电池模块的平均电压差的均值，将该均值作为标准电压差。某一型号规格的标准电池模块的标准电压差测量出来后，即可当作标准量，作为该型号规格的电池模块的电压差的参考。在另一个实施例中，与电池模块型号规格相同的标准电池模块的标准电压差可采用电池模块制造厂商规定的标准电压差。

某一规格型号的电池模块中，使用过多次的电池模块按照上述过程检测得到的平均电压差，比该规格型号的标准电池模块按照上述过程检测得到的标准电压差大。对于同一电池模块，使用次数越多，电池模块放电时，其单体电池的电压衰退得越快，从而其单体电池的平均电压差越大。图2为同一规格型号的两个单体电池在相同的放电条件下进行放电时电压与时间的函数图像。其中，曲线L1为标准单体电池(即合格的、加工完成后未使用过的、当前可充最大容量为标称容量的单体电池)放电时电压与时间的函数图像；曲线L2为与标准单体电池同一规格型号的使用过多次的单体电池在相同的放电条件下放电时电压与时间的函数图像。可以看出，使用过多次的单体电池的电压比标准单体电池的电压衰退得更快，从而在相同放电条件下使用过多次的单体电池的电压差比标准单体电池的电压差大。

而对于同一电池模块，使用次数增多，其性能降低。因此，电池模块在放电时其单体电池的平均电压差可用于衡量电池模块的性能。

某一型号规格的标准电池模块的标准电压差是固定值。上述电池模块性能检测方法，可通过获取电池模块在放电时单体电池的平均电压差与同种型号规格的标准电池模块的标准电压差的比值来检测出电池模块的性能。因而，上述电池模块性能检测方法能简单快速的检测出电池模块的性能。

在一个实施例中，上述电动汽车的电池模块性能检测方法还包括步骤：

监测电池模块在电动汽车运行期间的温度，若温度超过电池模块的安全使用温度，则停止运行电池汽车。

电池模块的安全使用温度可采用电池模块制造厂商规定的电池模块的安全使用温度。在电池模块放电过程中，防止电池模块的温度超过电池模块的安全使用温度，可防止电池模块性能不稳定，从而可提高电源模块性能检测的准确性。

在步骤S102之前，上述电动汽车的电池模块性能检测方法还包括步骤：检测电池模块的荷电状态是否大于等于50％，若否，将电池模块充电，使电池模块中单体电池的荷电状态大于等于50％。

优选的，可检测电池模块的荷电状态是否大于等于80％，若否，将电池模块充电，使电池模块中单体电池的荷电状态大于等于80％。进一步优选的，可按照电池模块厂商提供的标称充电方式将电池模块充满。

当电池模块的荷电状态小于80％时，电池模块的性能不稳定，因此，当电池模块的荷电状态小于80％时，将电池模块充电，使电池模块中单体电池的荷电状态大于等于80％，可以更加准确的测量电池模块的性能。

将电池模块充电后，在进行电动汽车的电池模块性能检测前，电动汽车的运行里程不大于50公里，并在将电池模块充电后4小时之内进行电动汽车的电池模块性能检测。

在一个实施例中，在步骤S102之前，上述电动汽车的电池模块性能检测方法还包括以下步骤：

将电动汽车的轮胎气压调整到轮胎的制造厂商规定的气压；将电动汽车的能量储存系统(如液压系统、气压系统等)按照能量储存系统的制造厂商的规定进行调整；检查电动汽车的与电动汽车运行没有直接关系的用电设备是否处于关闭状态，若否，则关闭所述用电设备。

进行上述调整，可防止电动汽车的其他相关因素影响电动汽车的电池模块性能检测，提高电池模块性能检测精度。

在一个实施例中，上述电动汽车的轮胎的花纹深度不小于1.6mm，轮胎的胎面和胎壁没有暴露出轮胎帘布层的破裂和割伤；电动汽车在进行电池模块性能检测前已经运行的里程不小于150千米；进行电池汽车的电池模块性能检测的环境温度为0℃～40℃，环境相对湿度不大于85％；电动汽车运行的坡道的路面为平坦硬化的路面。

电动汽车具有上述特征，且使得测试电动汽车的电池模块的性能时保持测试环境具有上述特征，可防止电动汽车的其他相关因素影响电动汽车的电池模块性能检测，提高电池模块性能检测精度。

如图3所示，在一个实施例中，上述电池模块检测方法还包括测量电池模块中单体电池电压与单体电池平均电压差距的步骤：

步骤S302，在电池模块保持以预设放电倍率放电的开始时刻至终止时刻后的预设时刻之间的预设数量个随机时刻，测量电池模块中的单体电池的电压。

优选的，可在电池模块持续保持以预设放电倍率放电期间及终止以预设放电倍率放电后30分钟之内，测量电池模块中的单体电池的电压。电池模块中的单体电池的电压在终止放电30分钟之内与放电终止时刻是大致相同的。

例如，可在上述时段内随机的t₁,…,t_M(M为预设值，M≥1)时刻，测量电池模块中的单体电池的电压。

步骤S304，分别计算上述随机时刻中各时刻单体电池的平均电压值，并计算各时刻每个单体电池的电压与单体电池的平均电压值的差的绝对值，获取各时刻对应的所述绝对值中的最大绝对值。

例如，可按照如下公式计算t_j(j＝1,…,M)时刻对应的最大绝对值，M为预设值，M≥1：

$MAX\left\{\right|V_{ij}-\frac{1}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{V}_{kj}|,i=1,2,...,N\}$

其中，V_ij(i＝1,…,N；j＝1,…M)为t_j时刻电池模块中的单体电池i的电压，N为单体电池的数量。

同理，可按照上述公式计算得到t₁,t₂,…,t_M时刻对应的最大绝对值。

步骤S306，设置电池模块的差异性为最大绝对值的平均值；电池模块的差异性越大，则电池模块的性能越差。

具体的，以上一个例子为基础，可计算t₁,t₂,…,t_M时刻对应的最大绝对值的平均值。

电池模块在放电时，单体电池的电压与单体电池的平均电压的差距越大，说明电池模块的性能越差。本实施例中，可通过获取电池模块在放电时单体电池的电压与单体电池的平均电压的差距来检测电池模块的性能，因而，能简单快速的检测出电池模块的性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电动汽车的电池模块性能检测方法，包括以下步骤：

保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C；

测量预设时段内所述电池模块中单体电池的平均电压差；

设置所述电池模块性能为所述平均电压差和与所述电池模块型号规格相同的标准电池模块的标准电压差的比值；

在电池模块保持以预设放电倍率放电的开始时刻至终止时刻后的预设时刻之间的预设数量个随机时刻，测量所述电池模块中的单体电池的电压；

分别计算所述随机时刻中各时刻所述单体电池的平均电压值，并计算所述各时刻每个单体电池的电压与所述单体电池的平均电压值的差的绝对值，获取所述各时刻对应的所述绝对值中的最大绝对值；

设置所述电池模块的差异性为所述最大绝对值的平均值；

所述电池模块的差异性越大，则所述电池模块的性能越差。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的电池模块性能检测方法，其特征在于，所述保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C的步骤为：

保持电动汽车在底盘测功机上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以所述预设放电倍率放电。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的电池模块性能检测方法，其特征在于，所述保持电动汽车在坡道上运行，以保持所述电动汽车的电池模块以预设放电倍率放电，预设放电倍率大于等于1C的步骤为：

用放电设备以所述预设放电倍率对所述电动汽车的电池模块放电。

4.根据权利要求1所述的电动汽车的电池模块性能检测方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

监测所述电池模块在所述电动汽车运行期间的温度，若所述温度超过所述电池模块的安全使用温度，则停止运行电动汽车。

5.根据权利要求1所述的电动汽车的电池模块性能检测方法，其特征在于，在保持电动汽车在坡道上运行的步骤之前，所述方法还包括：

检测所述电池模块的荷电状态是否大于等于50％，若否，将所述电池模块充电，使所述电池模块中单体电池的荷电状态大于等于50％。

6.根据权利要求1所述的电动汽车的电池模块性能检测方法，其特征在于，在保持电动汽车在坡道上运行的步骤之前，所述方法还包括：

将所述电动汽车的轮胎气压调整到所述轮胎的制造厂商规定的气压；

将所述电动汽车的能量储存系统按照所述能量储存系统的制造厂商的规定进行调整；

检查所述电动汽车的与所述电动汽车运行没有直接关系的用电设备是否处于关闭状态，若否，则关闭所述用电设备。

7.根据权利要求1所述的电动汽车的电池模块性能检测方法，其特征在于，所述电动汽车的轮胎的花纹深度不小于1.6mm，所述轮胎的胎面和胎壁没有暴露出轮胎帘布层的破裂和割伤；

所述电动汽车在进行电池模块性能检测前已经运行的里程不小于150千米；进行电池汽车的电池模块性能检测的环境温度为0℃～40℃，环境相对湿度不大于85％；

所述坡道的路面为平坦硬化的路面。