CN104577226B - 一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，选取若干个额定工作电压相等的待配电池串联，构成串联电池组；串联电池组进行放电操作，记录每个电池电压数值；串联电池组进行恒压过充操作，记录每个电池电压数值；将过充后的串联电池组静置一段时间后，记录每个电池电压数值；每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V1，每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V2，每个电池电压数值之间的差值记为⊿V3；选取设定数量的电池构成电池配组，构成电池配组的要求为电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V1、最大⊿V2和最大⊿V3均在规定的范围内。配组方法能经过多次筛选选取性能非常相近的电池串联形成电池配组，大大提高了电池配组的使用寿命。

Description

一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法
技术领域
本发明涉及动力电池领域，尤其是指一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法。
背景技术
在动力电池领域，为了满足动力及续航里程的需要，通常将多只电池串连组成电池组使用。在动力电池组中，各单只电池性能参数的一致性，决定着整组电池的使用寿命，因此需要按一定条件对单只电池进行筛选配组，而动力电池组为循环充放电使用模式，各单只电池充电特性的一致性将影响动力电池组的使用寿命。在充电过程中，电压高的电池失水快，失水造成电池内部温度的累积而产生热失控现象，并且失水使板栅的腐蚀速率加剧，导致动力电池组使用寿命的过早失效；电压低易造成电池充电不足，负极产生不可逆硫酸盐化而导致电池组寿命的提前终结。因此提高动力电池组充放电过程中的电压一致性，减少动力电池组性能参数的离散性，是提高动力电池组循环使用寿命的关键。
目前，在对动力电池进行配组的时候，多采用在相同放电时间下的终止电压及开路电压两个参数进行配组。其配组方法较为简单，不能准确选取性能相近的电池进行配组。
中国专利公开号CN103311589A，公开日2013年9月18日，名称为“蓄电池电压差法配组方法”的发明专利中公开了一种蓄电池电压差法配组方法，首先对待配组电池进行编号；然后检测其终止电压和开路电压，选取参与配组电池，将参与配组电池编号与其终止电压、开路电压一一对应排序，再将参与配组电池按先终止电压差、后开路电压差的配组标准进行配组、标组号标记，最后将组号标记相同的电池搬到一起进行包装。不足之处在于，该配组方法只是简单的检测终止电压和开路电压，选取上仍会有误差，不能准确选取性能相近的电池进行配组。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中动力电池配组方法较为单一、不能准确选取性能相近的电池作为配组，电池使用寿命较短的缺点，提供一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，选取若干个额定工作电压相等的待配电池串联，构成串联电池组；
步骤2，串联电池组进行放电操作，放电后单个电池电压下降，若干个电池的平均电压到规定的第一电压V1后，放电操作终止，记录每个电池此时的电压数值；
步骤3，串联电池组进行恒压过充操作，在经过充电时间T1后，充电终止，将串联电池组静置一段时间T2后，再进行过充操作，在经过过充时间T2后，记录每个电池此时的电压数值；
步骤4，将过充后的串联电池组静置一段时间T3后，记录每个电池此时的电压数值；
步骤5，将步骤2中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V1，将步骤3中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V2，将步骤4中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V3；
步骤6，选取设定数量的电池构成电池配组，构成电池配组的要求为电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V1、最大⊿V2和最大⊿V3均在规定的范围内。
本发明电池组配组参数选取分三个部分，分别为步骤2的放电终止电压差、步骤3的过充电电压差已经步骤4的开路电压差，三个步骤的选取提高了电池配组选取的准确度。如果要选取目标个数的电池组成电池组，在开始时需要将数量远大于目标个数的电池串联构成串联电池组，经过步骤6筛选后，得到匹配的多组电池组，对于剩下不符合要求的电池，则被淘汰，等待下一次的电池组配组过程。
作为一种优选方案，在步骤5和步骤6之间还包括步骤5a，将串联电池组放置在温度大于50℃环境下，静置一段时间T4，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V4；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V4在规定的范围内。
在平时使用中，会出现极端高温天气，电池的使用效果也会受到影响。在高温环境下测试，进一步选取在高温环境下电压差较小的电池作为电池组，提高了电池组的使用寿命。
作为一种优选方案，步骤5a还包括将串联电池组放置在温度低于0℃环境下，静置一段时间T5，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V5；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V5在规定的范围内。
在平时使用中，会出现极端低温天气，电池的使用效果也会受到影响。在低温环境下测试，进一步选取在低温环境下电压差较小的电池作为电池组，提高了电池组的使用寿命。
作为一种优选方案，在步骤5和步骤6之间还包括步骤5b，将串联电池组放置在相对湿度80%的环境下，静置一段时间T6，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V6；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V6在规定的范围内。
在平时使用中，会出现相对湿度较高的天气，电池的使用效果也会受到影响。在相对湿度较高的环境下测试，进一步选取在相对湿度较高的环境下电压差较小的电池作为电池组，提高了电池组的使用寿命。
本发明的有益效果是，提高动力电池组循环使用寿命的配组方法能经过多次筛选选取性能非常相近的电池串联形成电池配组，大大提高了电池配组的使用寿命，降低了电池的使用成本。
附图说明
图1是本发明的一种流程图；
图2是本发明的一种电池选取参数统计图；
图3是本发明的电池配组和现有电池配组的性能对比图；
图4是本发明的电池配组和现有电池配组长时间使用后的性能对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例1：一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，选取20个额定工作电压相等的待配电池串联，构成串联电池组；
步骤2，串联电池组进行放电操作，放电后单个电池电压下降，若干个电池的平均电压到规定的第一电压10.7V后，放电操作终止，记录每个电池此时的电压数值；
步骤3，串联电池组进行恒压过充操作，在经过充电时间12h后，充电终止，将串联电池组静置一段时间2h后，再进行过充操作，在经过过充时间25min后，记录每个电池此时的电压数值；
步骤4，将过充后的串联电池组静置一段时间48h后，记录每个电池此时的电压数值；
步骤5，将步骤2中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V1，将步骤3中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V2，将步骤4中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V3；
步骤6，选取设定数量的电池构成电池配组，构成电池配组的要求为电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V1、最大⊿V2和最大⊿V3均在规定的范围内，其中最大⊿V1要求为0.04V，最大⊿V2要求为0.05V，最大⊿V3要求为0.02V。
如图2所示，该串联电池组工完成A、B、C、D共4组目标为48V的电池组，剩余四个电池不符合要求则被淘汰，等待下一次的电池组配组过程。
图3为本发明的电池配组和现有电池配组的性能对比图，分别采用本发明配组方法和现有技术配组方法对电池进行配组，每种配组方法样本电池50组，配组完成后对样本电池组进行放电，测量放电终止时各样本组电池的放电终止电压，并对放电终止电压及充电电压的最大电压差和平均压差进行对比。数据表明，采用本发明配组方法的动力电池组的放电终止时的最大电压差低，即电池组的容量一致性比较好，避免了电池组中因个别电池容量小而影响整个电池组的使用寿命。
图4为本发明的电池配组和现有电池配组长时间使用后的性能对比图。分别采用本发明配组方法和现有技术配组方法的电池组经过200次DOD%循环性能测试后，对放电终止电压及充电电压的最大电压差和平均压差进行测量对比，数据表明，采用本发明配组方法的电池组在经过200次循环测试后，放电终止时的最大压差要明显低于现有技术的配组方法。通过电池组循环性能测试，采用本发明的配组方法明显比现有技术的配组方法性能好，电池组的使用寿命更长，循环性能平均提升约25%，能够有效保证电池的循环使用寿命。
实施例2，一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其原理和实施方法和实施例1基本相同，不同之处为在步骤5和步骤6之间还包括步骤5a，将串联电池组放置在温度大于50℃环境下，静置一段时间T4，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V4；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V4在规定的范围内；将串联电池组放置在温度低于0℃环境下，静置一段时间T5，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V5；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V5在规定的范围内。在步骤5和步骤6之间还包括步骤5b，将串联电池组放置在相对湿度80%的环境下，静置一段时间T6，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V6；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V6在规定的范围内。

Claims (5)

1.一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，选取若干个额定工作电压相等的待配电池串联，构成串联电池组；
步骤2，串联电池组进行放电操作，放电后单个电池电压下降，若干个电池的平均电压到规定的第一电压V1后，放电操作终止，记录每个电池此时的电压数值；
步骤3，串联电池组进行恒压过充操作，在经过充电时间T1后，充电终止，将串联电池组静置一段时间T2后，再进行过充操作，在经过过充时间T2后，记录每个电池此时的电压数值；
步骤4，将过充后的串联电池组静置一段时间T3后，记录每个电池此时的电压数值；
步骤5，将步骤2中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V1，将步骤3中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V2，将步骤4中每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V3；
步骤6，选取设定数量的电池构成电池配组，构成电池配组的要求为电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V1、最大⊿V2和最大⊿V3均在规定的范围内。
2.根据权利要求1所述的一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其特征是，在步骤5和步骤6之间还包括步骤5a，将串联电池组放置在温度大于50℃环境下，静置一段时间T4，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V4；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V4在规定的范围内。
3.根据权利要求2所述的一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其特征是，所述的步骤5a还包括将串联电池组放置在温度低于0℃环境下，静置一段时间T5，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V5；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V5在规定的范围内。
4.根据权利要求3所述的一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法，其特征是，在步骤5和步骤6之间还包括步骤5b，将串联电池组放置在相对湿度80%的环境下，静置一段时间T6，记录每个电池此时的电压数值，并将每个电池的电压数值之间的差值记为⊿V6；所述的步骤6构成电池配组的要求还包括电池配组中单个电池两两之间的最大⊿V6在规定的范围内。
5.一种电动车，其特征在是，包括权利要求1-4的任何一项所述的一种提高动力电池组循环使用寿命的配组方法。
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