CN104091975A - 一种锂电池高效配组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池高效配组方法，该方法将一定数量的电池按照一定的容量区间划分为多个等份，并通过在相对应的等份中取相同数量的电池进行并联组成电池并联组，最后对各个电池并联组的容量检测，在有电池并联组不符合要求时对所有电池并联组中的最大容量电池与最小容量电池互换以平衡各电池并联组的容量，当互换后电池并联组不符合要求时，对除去互换过的电池中的最大容量电池与最小容量电池互换直至各个电池并联组达到要求。本发明通过对固定数量电池容量的有效调配，将电池并联组之间的容量差异控制在很小的范围内，这样串联各电池并联组而匹配出来的电池组很好的保证了各电池模块在较小差异范围内的容量的一致性，大大提高了电池组的使用寿命。

Description

一种锂电池高效配组方法
技术领域
本发明属于锂电池生产技术领域，特别涉及一种锂电池高效配组方法。
背景技术
随着人们对低碳生活的不断在追求，同时石油、煤炭等传统能源也越来越少，一些低碳环保的电动公共交通工具在一些大中城市越来越普及，电动小轿车等绿色代步工具也逐步走近寻常百姓家，而电池则为这些绿色出行工具提供动力。
当前这些交通工具中所用的电池大都为大容量的锂电池。由于单体锂电池的电压一般只有3.2V，且容量一般也就在10-30Ah左右，是不能满足这些交通工具的正常运行的，为此就要将这些单体的锂电池进行串并联以达到其所需的电压及容量。而由于锂电池不能过充及过放的特性，这就要求我们在电池串并联时尽量使电池的各参数保持一致，其相关电性能参数越接近越好。当串并联电池数较少时，我们可以通过较为简单的排列组合即可完成配组需求，但要保证电动公交及电动小轿车需要满足一定的动力及续航里程，我们就必须将几百个甚至几万个单体电池进行串并联方可，这就需要我们采取一定的方法在减少工作量的前提下，尽量缩小电池组之间的电性能参数的差异。
中国专利CN102903977A公开的《一种锂电池的配组方法》中将容量差ΔC≤1％C的锂电池分成一组，这虽然能控制此组内每只电池之间的容量差异，但未考虑到串联后，每组电池之间容量的差异，同时此种方法所需求的电池数要远大于成组的电池数，在实际生产过程中操作难度很大，效率很低，较难实现批量性生产。
中国专利CN103022569A公开的《锂电池的配组方法》中先通过分容检测设备挑选出合格容量的电池，之后用压降合格的电芯进行最终配组；这种方法虽然能保证每只电池的准确性，但配组后不能保证并联组及并联后串联组之间容量的最小差异，这样配出来的电池组其寿命及其他相关电性能都将很难控制在一定范围内。
发明内容
本发明提供了一种锂电池高效配组方法，该方法用于将多个电池分为数量相同的并联电池组进行串联，其包括以下步骤：
S1：取一定数量的待配组的合格成品电池，电池数大于配组后所需电池总数，分别测量各个电池的容量，并按照电池的容量区间分为若干个等份；
S2：将每个等份的电池数除以拟串联的电池并联组的数量，取得到的数值的整数位值；
S3：在所述各等份中取各等份对应整数位值的电池，取电池的顺序为：容量最低等份与容量最高等份中所取电池数相等；容量次低等份与容量次高等份中所取电池数相等，以此类推，直至取完一串电池并联组所需电池数量；
S4：当取得的电池并联组串数达到需要的串联的电池并联组数时，停止取电池，当取得的电池并联组数量少于需要串联的电池并联组数量时，在剩余的电池中继续步骤S3；
S5：测量各电池并联组的容量，得到各个电池并联组的平均容量值；
S6：将各个电池并联组的平均容量值与技术要求比较，若各电池并联组都符合要求则将各个电池并联组串联在一起，完成电池组的配组；若有电池并联组不符合要求，则进行步骤S7；
S7：将各电池并联组内的最小容量电池与各电池并联组内最大容量电池互换，再测量各电池并联组的平均容量，合格则将各个电池并联组串联在一起，完成电池组配对；不合格则执行步骤S8；
S8：再继续互换电池，互换的电池为除去已完成互换的电池后的最大容量电池与最小容量电池，完成互换后再测量各电池并联组的平均容量，合格则将各个电池并联组串联在一起；不合格则执行S9；
S9：继续执行步骤S8，直至所有电池并联组合格。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过对固定数量电池容量的有效调配，将电池模组之间的容量差异控制在很小的范围内，这样串联各电池并联组而匹配出来的电池组很好的保证了各电池并联组在较小差异范围内的容量的一致性，大大提高了电池组的使用寿命。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
本发明实施例提供了本发明提供了一种锂电池高效配组方法，该方法用于将多个电池分为数量相同的并联电池组进行串联，其包括以下步骤：
S1：取一定数量的待配组的合格成品电池，电池数大于配组后所需电池总数，分别测量各个电池的容量，并按照电池的容量区间分为若干个等份；
S2：将每个等份的电池数除以拟串联的电池并联组的数量，取得到的数值的整数位值；
S3：在所述各等份中取各等份对应整数位值的电池，取电池的顺序为：容量最低等份与容量最高等份中所取电池数相等；容量次低等份与容量次高等份中所取电池数相等，以此类推，直至取完一串电池并联组所需电池数量；
S4：当取得的电池并联组串数达到需要的串联的电池并联组数时，停止取电池，当取得的电池并联组数量少于需要串联的电池并联组数量时，在剩余的电池中继续步骤S3；
S5：测量各电池并联组的容量，得到各个电池并联组的平均容量值；
S6：将各个电池并联组的平均容量值与技术要求比较，若各电池并联组都符合要求则将各个电池并联组串联在一起，完成电池组的配组；若有电池并联组不符合要求，则进行步骤S7；
S7：将各电池并联组内的最小容量电池与各电池并联组内最大容量电池互换，再测量各电池并联组的平均容量，合格则将各个电池并联组串联在一起，完成电池组配对；不合格则执行步骤S8；
S8：再继续互换电池，互换的电池为除去已完成互换的电池后的最大容量电池与最小容量电池，完成互换后再测量各电池并联组的平均容量，合格则将各个电池并联组串联在一起；不合格则执行S9；
S9：继续执行步骤S8，直至所有电池并联组合格。
本实施例中得到的各个整数位值相加为一个电池并联组所需要并联的电池数量。在各个整数位值相加小于一个电池并联组需要的电池数量时，可以适当增加总的电池数量使各个整数位值相加为一个电池并联组所需要并联的电池数量。
本实施例以随机取80只容量在9500-10900mAh之间的合格电池，配7并9串的电池组为例：
下表为所取80只电池的容量，并通过编码与电池等级区别各个电池
表1
本实施例按照电池的容量范围将所有80只电池均匀分为7个等份，分别为9500mAh-9700mAh，9700mAh-9900mAh,9900mAh-10100mAh,10300mAh-10500mAh,10500mAh-10700mAh,10700mAh-10900mAh；
将每个等份的电池数除以拟配组电池的串联电池组数，取得到的数值的整数位值,具体得到整数位结果如下表所示：
表2
下表为按照步骤S3-S9完成的各串电池并联组的配对情况：
表3
下表为按照本发明提供的锂电池高效配组方法得到的各串电池并联组的平均容量及其与总平均容量的差额。
串数 每串平均容量 每串平均容量与串总平均容量差额
1串 10148 -44
2串 10153 -39
3串 10161 -31
4串 10168 -24
5串 10185 -7
6串 10206 14
7串 10219 27
8串 10238 46
9串 10246 54
串总平均容量 10192 0
表4
本实施例先将80只容量在9500-10900mAh之间的合格电池依表2要求分好等级，列出每等级中所含电池数。将每等级中所含电池数除以所需成组的串数，所得数取整，见表2中数据。参照表2中所得的整数再加上每串电池中的并联电池数对应的在表1中取相应的电池，并将每串电池的容量求平均值，所得汇总表如表3。再将每串平均容量与串总平均容量比较，所得如表4数据。
从表4数据可知，每串的平均容量与串总平均容量都在100mAh之内，且最小的串平均容量与最大的串平均容量的差额也在100mAh之内，这与传统配组方法中工艺要求偏离200mAh相比，其一致性得到了很大提高。
本发明通过对固定数量电池容量的有效调配，将电池模组之间的容量差异控制在很小的范围内，这样串联各电池模组而匹配出来的电池组很好的保证了各电池模块在较小差异范围内的容量的一致性，大大提高了电池组的使用寿命。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1. 一种锂电池高效配组方法，该方法用于将多个电池分为数量相同的电池并联组进行串联，其特征在于，包括以下步骤：
S1：取一定数量的待配组的合格成品电池，电池数大于配组后所需电池总数，分别测量各个电池的容量，并按照电池的容量区间分为若干个等份；
S2：将每个等份的电池数除以拟串联的电池并联组的数量，取得到的数值的整数位值；
S3：在所述各等份中取各等份对应整数位值的电池，取电池的顺序为：在容量最低等份与容量最高等份中所取电池数相等；再在容量次低等份与容量次高等份中所取电池数相等，以此类推，直至取完一串电池并联组所需电池数量；
S4：当取得的电池并联组串数达到需要的串联的电池并联组数时，停止取电池，当取得的电池并联组数量少于需要串联的电池并联组数量时，在剩余的电池中继续步骤S3；
S5：测量各电池并联组的容量，得到各个电池并联组的平均容量值；
S6：将各个电池并联组的平均容量值与技术要求比较，若各电池并联组都符合要求则将各个电池并联组串联在一起，完成电池组的配组；若有电池并联组不符合要求，则进行步骤S7；
S7：将各电池并联组内的最小容量电池与各电池并联组内最大容量电池互换，再测量各电池并联组的平均容量，合格则将各个电池并联组串联在一起，完成电池组配对；不合格则执行步骤S8；
S8：再继续互换电池，互换的电池为除去已完成互换的电池后的最大容量电池与最小容量电池，完成互换后再测量各电池并联组的平均容量，合格则将各个电池并联组串联在一起；不合格则执行S9；  
S9：继续执行步骤S8，直至所有电池并联组合格。
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