CN103983888A - 一种电池包连接状态判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池包连接状态的判断方法，包括以下步骤：分别获取待测电池包中所有串联和所有并联的单体电池的串联数量和并联数量；对待测电池包按照预设电流及预设时间施加脉冲序列，并在脉冲序列的开始时间和结束时间，分别测量并记录待测电池包两端的总电压和待测电池包中任一个单体电池两端的电压；计算待测电池包的直流内阻，计算单体电池的直流内阻；计算判断系数；根据判断系数与预设阈值的大小关系，判断电池包的连接状态是否正常。本发明解决了传统电池包连接状态判断方法只能判断电池是否短路或断路，不能全方面评估电池包连接状态的缺点，实现了电池包连接状态的实时判断，保证了电池包的安全使用。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池包连接状态判断方法。
背景技术
电池包是由单体电池或电池模块以一定的数量串联或者并联组成，目的是为了达到相应的电压或者功率等级，目前动力电池包广泛应用于新能源汽车、储能等技术领域。在电池组成电池包的过程中，电池间的连接必不可少，目前电池之间常用的连接方式分为螺纹连接和焊接，螺纹连接是简单的螺栓与螺母之间的机械紧固，紧固程度受施加的外力影响，该连接方式工艺简单，更换方便。焊接是将金属间通过激光、超声波等方式焊接在一起，该连接方式可靠性高，但更换不方便。两种连接方式在使用过程中会出现接触松动引起接触阻抗增大，降低了电池包的输出功率，从而影响电池包的正常使用。此外，电池之间的连接还涉及到连接线束，在使用过程中线束会逐渐老化，阻抗也会增加，一方面会降低电池包输出功率，另一方面在通过大电流时线束的发热会急剧增加，极易发生燃烧事故，因此及时判断电池包的连接状态显得十分重要。
目前常规的电池包连接状态判断方法，即通过接通电池包回路后，监测电池包的总电压和各单体电压，通过电池包总电压与单体电压之间的关系，确定电池包连接是否正常。但是这种方法只能判断电池连接之间是否出现了短路或者断路，不能判断接触阻抗的增大或者线路的老化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够简单、快速、准确的电池包连接状态判断方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电池包连接状态的判断方法，包括以下步骤：
步骤1：分别获取待测电池包中所有串联的单体电池的串联数量，和所有并联的单体电池的并联数量；
步骤2：对待测电池包按照预设电流及预设时间施加脉冲序列，并在脉冲序列的开始时间和结束时间，分别测量并记录待测电池包两端的总电压和待测电池包中任一个单体电池两端的电压；
步骤3：根据测量的总电压及预设电流计算待测电池包的直流内阻，根据测量的单体电池两端的电压及预设电流计算单体电池的直流内阻；
步骤4：根据串联数量、并联数量、电池包的直流内阻及任一单体电池的直流内阻计算判断系数；
步骤5：根据判断系数与预设阈值的大小关系，判断电池包的连接状态是否正常。
本发明的有益效果是：本发明提出的一种电池包连接状态判断方法，该方法通过获取基于电池包直流内阻与单体电池直流内阻间的关系而得到判断系数，将判断系数与预设阀值进行此较从而确定电池包的连接状态正常与否，解决了传统电池包连接状态判断方法只能判断电池是否短路或断路，不能全方面评估电池包连接状态的缺点，实现了电池包连接状态的实时判断，保证了电池包的安全使用。该方法即可以在线进行也可以离线进行，同时该方法操作简单快捷，准确度高、可靠性高，可以推广应用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤2中脉冲序列的预设电流的大小根据待测电池包的容量设定，预设电流的范围为2C至8C。
进一步，所述步骤2中脉冲序列的预设时间的范围为1秒至10秒。
进一步，所述脉冲序列为充电脉冲或者放电脉冲。
进一步，所述步骤3中待测电池包的直流内阻的计算公式为：
待测电池包的直流内阻＝待测电池包两端电压差的绝对值/预设电流。
进一步，所述步骤3中待测电池包的直流内阻的计算公式为：
任一单体电池的直流内阻＝该单体电池两端电压差的绝对值/预设电流。
进一步，所述步骤4中判断系数的计算方法为：
判断系数＝并联数量＊待测电池包的直流内阻/串联数量＊任一单体电池的直流内阻。
进一步，所述步骤5中，当判断系数小于预设阈值，待测电池包连接状态正常；当判断系数大于预设阈值，待测电池包连接状态异常。
附图说明
图1为本发明方法步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明方法步骤流程图。
实施例1
一种电池包连接状态的判断方法，包括以下步骤：
步骤1：分别获取待测电池包中所有串联的单体电池的串联数量，和所有并联的单体电池的并联数量；一般电池包都是先并联后串联，比如2并4串，指的是2个单体并联后成为一个模块，然后4个这种模块串联起来，一共8个单体；
步骤2：对待测电池包按照预设电流及预设时间施加脉冲序列，并在脉冲序列的开始时间和结束时间，分别测量并记录待测电池包两端的总电压和待测电池包中任一个单体电池两端的电压，任一个单体电池即在一次电池包的连接状态的测量时只需要测量一个单体电池两端的电压；
步骤3：根据测量的总电压及预设电流计算待测电池包的直流内阻，根据测量的单体电池两端的电压及预设电流计算单体电池的直流内阻；
步骤4：根据串联数量、并联数量、电池包的直流内阻及任一单体电池的直流内阻计算判断系数；
步骤5：根据判断系数与预设阈值的大小关系，判断电池包的连接状态是否正常。
所述步骤2中脉冲序列的预设电流的大小根据待测电池包的容量设定，预设电流的范围为2C至8C。在电池充放电过程中，用倍率C来表示充放电电流大小，2C至8C指的是电流大小范围，在后面的具体实施方法中如电池包容量为40Ah，1C指的是1倍率即40＊1＝40A的电流2C指40＊2＝80A电流，3C指120A电流，如此类推。
所述步骤2中脉冲序列的预设时间的范围为1秒至10秒。所述脉冲序列为充电脉冲或者放电脉冲。
所述步骤3中待测电池包的直流内阻的计算公式为：
待测电池包的直流内阻＝待测电池包两端电压差的绝对值/预设电流。
所述步骤3中待测电池包的直流内阻的计算公式为：
任一单体电池的直流内阻＝该单体电池两端电压差的绝对值/预设电流。
所述步骤4中判断系数的计算方法为：
判断系数＝并联数量＊待测电池包的直流内阻/串联数量＊任一单体电池的直流内阻。
所述步骤5中，当判断系数小于预设阈值，待测电池包连接状态正常；当判断系数大于预设阈值，待测电池包连接状态异常。
在具体实施中，采用以下方法进行电池包连接状态判断：
步骤A，获取待测电池包中单体电池的串并联方式，以m串n并表示，例如电池包由单体电池20串4并组成，则m＝20，n＝4；
步骤B，获取待测电池包和单体电池的直流内阻。
具体地，对待测电池包施加预设电流大小为1、预设时间为T的脉冲过程，记录脉冲开始和结束时期的电池包总电压V1和V2以及任一单体电池的电压V3和V4，电池包的直流内阻R＝|V1-V2|/I，单体电池的直流内阻r＝n＊|V3-V4|/I。其中预设电流I由电池包容量确定，大小为2C～8C，例如待测电池包的容量为40Ah，则预设电流可为80A～320A。预设时间T为1～10秒，可以根据不同的需求设置时间长短。脉冲过程可以为充电脉冲也可以为放电脉冲，具体地，对待测电池包施加的方式既可以给电池包充电也可以给电池包放电。
步骤C，计算待测电池包连接状态的判断系数。
具体地，设置判断系数k：k＝nR/mr，其中R表示电池包直流内阻，r表示单体电池直流内阻，m表示串联个数，n表示并联个数。
步骤D，根据判断系数与预设阀值的关系确定电池包连接状态。
具体地，如果判断系数k值小于预设阀值，则待测电池包连接状态正常，如果k值大于或等于预设阀值，则待测电池包连接状态不正常。电池包的内阻由单体电池内阻、接触阻抗、连接线束阻抗等组成，判断系数k的大小反映了电池包内阻与单体电池内阻之间的关系，该值越大说明接触阻抗与连接线束阻抗所占比例越大，当超过预设阀值后说明电池包连接出现问题，必须进行检修维护后方可再继续使用。
工作原理：如有一个单体连接状态出现问题或者连接导线出现问题或者接触阻抗增大，则电池包的内阻会发生变化，进而k值会发生变化，k值是综合了电池包内阻、单体内阻、串并联关系的一个系数，通过判定k值大小既可以判断电池包连接状态。
实施例2
如将预设阀值设为2，电池包由单体电池88串2并组成，电池包直流内阻为31毫欧单体电池直流内阻为0.4毫欧则判断系数k＝nR/mr＝2＊31/(88＊0.4)＝1.76，此时判断系数小于预设阀值2，说明电池包连接状态正常，可以继续安全使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电池包连接状态的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：分别获取待测电池包中所有串联的单体电池的串联数量，和所有并联的单体电池的并联数量；
步骤2：对待测电池包按照预设电流及预设时间施加脉冲序列，并在脉冲序列的开始时间和结束时间，分别测量并记录待测电池包两端的总电压和待测电池包中任一个单体电池两端的电压；
步骤3：根据测量的总电压及预设电流计算待测电池包的直流内阻，根据测量的单体电池两端的电压及预设电流计算单体电池的直流内阻；
步骤4：根据串联数量、并联数量、电池包的直流内阻及任一单体电池的直流内阻计算判断系数；
步骤5：根据判断系数与预设阈值的大小关系，判断电池包的连接状态是否正常。
2.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述步骤2中脉冲序列的预设电流的大小根据待测电池包的容量设定，预设电流的范围为2C至8C。
3.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述步骤2中脉冲序列的预设时间的范围为1秒至10秒。
4.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述脉冲序列为充电脉冲或者放电脉冲。
5.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述步骤3中待测电池包的直流内阻的计算公式为：
待测电池包的直流内阻＝待测电池包两端电压差的绝对值/预设电流。
6.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述步骤3中待测电池包的直流内阻的计算公式为：
任一单体电池的直流内阻＝该单体电池两端电压差的绝对值/预设电流。
7.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述步骤4中判断系数的计算方法为：
判断系数＝并联数量＊待测电池包的直流内阻/串联数量＊任一单体电池的直流内阻。
8.根据权利要求1所述的电池包连接状态的判断方法，其特征在于：所述步骤5中，当判断系数小于预设阈值，待测电池包连接状态正常；当判断系数大于预设阈值，待测电池包连接状态异常。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| COR | Change of bibliographic data | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170705 Address after: 202, room 38, 510095 Dan Shui Road, Whampoa District, Guangdong, Guangzhou Co-patentee after: Shen Guopei Patentee after: Guangzhou manganese light lithium battery technology Co., Ltd. Address before: 312300. B36 building, B03 building, Shishi Plaza Business Garden, Xiao Yue town, Shangyu District, Zhejiang, Shaoxing, China Co-patentee before: Lin Daoyong Patentee before: SHAOXING ANKA AUTO PARTS CO., LTD. |