CN103872395A - 一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，包括以下步骤：对电池组进行容量测试，根据容量大小将电池组分级；将相同等级内的电池组拆解成单体电芯，将不良单体电芯剔除；计算单体电芯使用后的内阻增加率R%；根据R%值大小，将单体电芯分成若干个档位，统计每个档位电芯数量Ki；用每个档位电芯数量Ki除以待配电池组的串联数N，计算出需从各档位中取出的电芯数量k(i)；计算各并联模块内电芯内阻增加率的均值，要求并联模块之间的极差值不超过预定值；将并联模块串联，形成M并N串电池组。本发明采用内阻增加率配组，避免了大批量电池上、下柜分容，极大的缩短了电池梯次利用配组周期、降低了梯次利用成本。

Description

一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体是一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法。
背景技术
电动汽车对动力电池的性能要求较高，当动力电池的容量衰减到一定程度后，为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和运行过程中的安全性能，就必须对其进行更换。电动汽车使用后更换的电池，通常仍具有较好的性能水平，可以满足性能要求较低的应用领域。
动力电池梯次利用，需要将大量电动汽车使用后更换的电池进行重新配组后串、并联。目前，关于电池配组的专利已经很多，但多数是针对新电池，利用充放电容量或曲线，结合电压、内阻等参数进行配组。然而，对大批量电池进行充放电，存在耗时长，效率低的弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，该方法具体包括以下步骤：
（1）对电动汽车使用后更换的电池组进行容量测试,根据容量大小将电池组分成不同的等级；
（2）将相同等级内的电池组拆解成基本单元的单体电芯，检测单体电芯的外观和电压，将不良单体电芯剔除；
（3）测量合格单体电芯的内阻R1，并获得其初始内阻R0，计算单体电芯使用后的内阻增加率R%=（R1- R0）/R0*100%；
（4）根据R%值大小，将单体电芯分成若干个档位，统计每个档位电芯数量Ki；
（5）用每个档位电芯数量Ki除以待配电池组的串联数N，计算出需从各档位中取出的电芯数量k(i)，使得每个并联模块内电芯数量达到预定的数量M，有档位电芯剩余或不足，与下一个相邻档位合并使用；
（6）计算各并联模块内电芯内阻增加率的均值，要求并联模块之间的极差值不超过预定值；
（7）将并联模块串联，形成M并N串电池组。
本发明步骤（1）中所述的电池组，是指使用前初始配组条件一致的电池组。
本发明步骤（1）中所述的使用后更换的电池组容量为使用前电池组容量的50%～85%。
本发明用于配组的单体电芯R%值≤200%。
本发明步骤（2）中所述的不良单体电芯是指壳体有凹痕、腐蚀、漏液或电压低于标准值情况中的一种或多种。
本发明步骤（6）中所述的极差值为内电芯内阻增加率均值的最大值减去最小值，所述的预定值为并联模块内电芯内阻增加率均值的1%～5%。
本发明的有益效果：本发明配组方法充分利用动力电池使用过程中容量衰减与内阻增加之间的显著相关性，用梯次利用电池内阻增加率估算容量的衰减程度，利用内阻增加率代替剩余容量作为配组分档的主要参数。避免了大批量梯次利用电池进行上、下柜分容，操作简单，极大的缩短了电池梯次利用配组周期、降低了梯次利用成本。
附图说明
图1为锂离子动力电池梯次利用配组流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，该方法具体包括以下步骤：
（1）对电动汽车使用后更换的电池组进行容量测试,根据容量大小将电池组分成不同的等级；
（2）将相同等级内的电池组拆解成基本单元的单体电芯，检测单体电芯的外观和电压，将不良单体电芯剔除；
（3）测量合格单体电芯的内阻R1，并获得其初始内阻R0，计算单体电芯使用后的内阻增加率R%=（R1- R0）/R0*100%；
（4）根据R%值大小，将单体电芯分成若干个档位，统计每个档位电芯数量Ki；
（5）用每个档位电芯数量Ki除以待配电池组的串联数N，计算出需从各档位中取出的电芯数量k(i)，使得每个并联模块内电芯数量达到预定的数量M，有档位电芯剩余或不足，与下一个相邻档位合并使用；
（6）计算各并联模块内电芯内阻增加率的均值，要求并联模块之间的极差值不超过预定值；
（7）将并联模块串联，形成M并N串电池组。
步骤（1）中所述的电池组，是指使用前初始配组条件一致的电池组。
步骤（1）中所述的使用后更换的电池组容量为使用前电池组容量的50%～85%。
本发明用于配组的单体电芯R%值≤200%。
步骤（2）中所述的不良单体电芯是指壳体有凹痕、腐蚀、漏液或电压低于标准值情况中的一种或多种。
步骤（6）中所述的极差值为内电芯内阻增加率均值的最大值减去最小值，所述的预定值为并联模块内电芯内阻增加率均值的1%～5%。
实施例
如图1所示，以2组电动汽车使用后更换的并联模块梯次利用为例，重新配组成35并2串电池组。具体步骤如下：（1）对2组电动汽车使用后更换的并联模块进行容量测试，分别为329.9Ah和332.8Ah；（2）将模块拆解成基本单元的单体电芯，总计96只，检测单体电芯的外观和电压，将不良单体电芯剔除，剩余80只合格电芯，如表1所示；（3）测量合格单体电芯的内阻R1，并获得其初始内阻R0，计算单体电芯使用后的内阻增加率R%=（R1- R0）/R0*100%；（4）根据R%值大小，将单体电芯分成4个档位，统计每个档位电芯数量Ki，如表2所示；（5）用每个档位电芯数量Ki除以待配电池组的串联数2，计算出需从各档位中取出的电芯数量k(i)，使得每个并联模块内电芯数量达到预定的数量35；（6）计算各并联模块内电芯内阻增加率的均值，分别为124.5%和124.0%，并联模块之间的极差值符合预定值；（7）将并联模块串联，形成35并2串电池组。
表1为电池内阻增率信息表。
Figure 2014101190639100002DEST_PATH_IMAGE001
 
表2为电池内阻增率分档表。
 
表3为电池内阻增率作为分档标准的配组表。
Figure 2014101190639100002DEST_PATH_IMAGE003
本实施例以内阻增加率R%作为配组分选标准，通过R%估算梯次利用电池寿命衰减程度，快速完成电池再利用配组，极大缩短了梯次利用电池配组周期、降低了梯次利用成本。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
（1）对电动汽车使用后更换的电池组进行容量测试,根据容量大小将电池组分成不同的等级；
（2）将相同等级内的电池组拆解成基本单元的单体电芯，检测单体电芯的外观和电压，将不良单体电芯剔除； 
（3）测量合格单体电芯的内阻R1，并获得其初始内阻R0，计算单体电芯使用后的内阻增加率R%=（R1- R0）/R0*100%；
（4）根据R%值大小，将单体电芯分成若干个档位，统计每个档位电芯数量Ki；
（5）用每个档位电芯数量Ki除以待配电池组的串联数N，计算出需从各档位中取出的电芯数量k(i)，使得每个并联模块内电芯数量达到预定的数量M，有档位电芯剩余或不足，与下一个相邻档位合并使用；
（6）计算各并联模块内电芯内阻增加率的均值，要求并联模块之间的极差值不超过预定值；
（7）将并联模块串联，形成M并N串电池组。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，其特征在于，步骤（1）中所述的电池组，是指使用前初始配组条件一致的电池组。
3. 根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，其特征在于，步骤（1）中所述的使用后更换的电池组容量为使用前电池组容量的50%～85%。
4. 根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，其特征在于，用于配组的单体电芯R%值≤200%。
5. 根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，其特征在于，步骤（2）中所述的不良单体电芯是指壳体有凹痕、腐蚀、漏液或电压低于标准值情况中的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池梯次利用的配组方法，其特征在于，步骤（6）中所述的极差值为内电芯内阻增加率均值的最大值减去最小值，所述的预定值为并联模块内电芯内阻增加率均值的1%～5%。
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