CN105728351B - 电池单体分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池单体分选方法，包括：从包含N个电池单体的待分选电池单体集合中随机选择n个电池单体组成样本集合，且n<N；采集所述样本集合中每个电池单体的开路电压U_i，其中i为正整数，且1≤i≤n；计算所述样本集合的电池单体开路电压均值计算所述样本集合的电池单体开路电压上限U₁以及开路电压下限U₂，且 其中S为预设的开路电压允许偏差；根据所述U₁以及U₂对所述待分选电池单体集合进行分选配组。该方法能够快速有效的实现电池单体分选，有效降低电池单体的检测成本、提高了检测效率。

Description

电池单体分选方法

技术领域

本发明涉及电动汽车制造技术，特别涉及电池单体分选方法。

背景技术

动力电池箱作为电动汽车核心部件，为电动汽车提供动力来源。锂离子动力电池单体作为电池箱的核心零件，通常以不同的串、并联组合方式来满足不同的电压、功率输出需求。动力电池单体个体之间存在容量、电压、内阻等技术参数上的差异，若差异过大，各电池单体/电池模组的工作电压、工作电流分配不均衡，则必然导致电池组/电池箱过充/过放，或者容量不饱和等问题，甚至引起电池使用安全性问题。

因此，需要在电池箱生产过程中选择主要技术参数一致性较高的动力电池单体组成电动汽车的电池箱。锂离子动力电池单体分选配组的依据、方法多种多样，动态方法包括依据充放电特性曲线、交流极化曲线等进行分选配组；静态方法包括基于电池单体的开路电压、内阻、容量等参数进行分选配组。然而，上述方法具有检测耗时长、成本高、效率低的缺陷。

发明内容

本发明的一个实施例提供了电池单体分选方法，所述电池单体分选方法解决了传统电池单体分选方法检测耗时长、成本高、效率低的问题。并且，所述电池单体分选方法包括：

从包含N个电池单体的待分选电池单体集合中随机选择n个电池单体组成样本集合，且n＜N；

采集所述样本集合中每个电池单体的开路电压U_i，其中i为正整数，且1≤i≤n；

计算所述样本集合的电池单体开路电压均值

计算所述样本集合的电池单体开路电压上限U₁以及开路电压下限U₂，且 其中S为预设的开路电压允许偏差；

根据所述U₁以及U₂对所述待分选电池单体集合进行分选配组。

可选地，在上述实施例中，所述根据所述U₁以及U₂对所述待分选电池单体集合进行分选配组，具体包括：

确定所述样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]范围内的电池单体的数量n₁，并计算所述样本集合的分选率η，且

如果η≥k，所述k为预设的分选率判定值，采集所述待分选电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选电池单体集合中开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体分选至分选电池单体集合；

如果η＜k，确定低开路电压下限为确定低开路电压上限为确定高开路电压下限为确定高开路电压上限为采集待分选电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至低电压分选电池单体集合，将待分选电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至高电压分选电池单体集合。

可选地，在上述实施例中，(N×2％)≤n≤(N×5％)。

可选地，在上述实施例中，

根据上述的各实施例，从待分选电池单体集合中随机选择样本集合，根据样本集合中各电池单体的开路电压确定样本集合的开路电压上限和开路电压下限，并根据确定出的样本集合的开路电压上限和开路电压下限对待分选电池单体集合进行分选配组，该方法根据电池单体之间开路电压的差异实现分选配组，简单易实现，既能满足电池箱生产过程中对生产时间、成本等方面的需求，又能降低检测成本。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明技术方案的流程图；

图2为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

图1为本发明技术方案的流程图，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：从包含N个电池单体的待分选电池单体集合中随机选择n个电池单体组成样本集合。

本步骤中，保证n＜N。样本集合中电池单体的选择方法不作限定，只要满足随机性即可。较佳地，样本容量n满足(N×2％)≤n≤(N×5％)。

步骤102：采集所述样本集合中每个电池单体的开路电压。

本步骤中，电池单体的开路电压表示为U_i，其中i为正整数，且1≤i≤n。对于电池单体的开路电压采集方法现有技术较为成熟，此处不再详述。

步骤103：计算所述样本集合的电池单体开路电压均值。

具体地，开路电压均值计算方法为

步骤104：计算所述样本集合的电池单体开路电压上限U₁以及开路电压下限U₂。

具体地，其中S为预设的开路电压允许偏差。

本步骤中，S为预设的开路电压允许偏差，较佳地，S满足样本集合的电池单体开路电压上限U₁以及开路电压下限U₂用于对样本集合进行电池单体分选，所有处于[U₂,U₁]范围内的样本集合中的电池单体均被分选出来，即U₂≤U_i≤U₁的电池单体被分选出，用于后续进一步对待分选电池单体集合进行分选配组。

步骤105：根据所述U₁以及U₂对所述待分选电池单体集合进行分选配组。

本步骤具体包括：

确定所述样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]范围内的电池单体的数量n₁，并计算所述样本集合的分选率η，且

如果η≥k，所述k为预设的分选率判定值，采集所述待分选电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选电池单体集合中开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体分选至分选电池单体集合；

如果η＜k，确定低开路电压下限为确定低开路电压上限为确定高开路电压下限为确定高开路电压上限为采集待分选电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至低电压分选电池单体集合，将待分选电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至高电压分选电池单体集合。

下面通过实施例对本发明电池单体分选方法进行说明。

本实施例以锂离子动力电池单体分选为例，假设待分选锂离子动力电池单体集合包含N＝10000个电池单体，样本容量n＝200，开路电压允许偏差S＝0.0015V，图2为本实施例的流程图，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：从待分选锂离子动力电池单体集合中随机选择n个电池单体组成样本集合。

本步骤中，从包含N个电池单体的待分选锂离子动力电池单体集合中随机选择n个电池单体组成样本集合，样本集合的选择方法本发明不作限定，只要样本集合中的电池单体满足随机性就可以。

步骤202：采集样本集合中每个电池单体的开路电压U_i，并计算样本集合的电池单体的平均开路电压

本步骤中，电池单体的开路电压采集方法为已有技术，在此不作详述。采集到的样本集合中每个电池单体的开路电压分别为U_i，其中i为正整数，且1≤i≤n，样本集合的电池单体的平均开路电压的计算方法为：根据采集到的样本集合中的每个电池单体的开路电压U_i计算样本集合的电池单体的平均开路电压本步骤假设计算出的样本集合的平均开路电压

步骤203：计算样本集合的锂离子动力电池单体开路电压上限U₁以及开路电压下限U₂。

本步骤中，根据开路电压上限计算公式以及开路电压下限计算公式分别计算U₁以及U₂，其中，U₁为样本集合中进行电池单体分选的开路电压上限，U₂为样本集合中进行电池单体分选的开路电压下限，样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]范围内的电池单体为从该样本集合中选中的电池单体，将选中的电池单体作为样本集合分选出的电池单体。步骤202中计算得出本实施例假设的S＝0.0015V，因此U₂＝3.760V，U₁＝3.774V,即，样本集合中开路电压处于[3.760,3.774]范围内的电池单体为该样本集合中分选出的电池单体。

步骤204：在样本集合中确定开路电压处于[U₂,U₁]范围内的电池单体的数量n₁，并计算样本集合的分选率η，且

本步骤中，根据步骤3确定出的开路电压上限值U₁和开路电压下限值U₂进行样本集合的电池单体分选，假设包含200个电池单体的样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]范围内的电池单体的数量n₁＝192，则该样本集合的分选率η＝0.96。

步骤205：判断计算得到的样本集合的分选率η与分选率判定值k是否满足η≥k，如果是，执行步骤206，否则执行步骤207。

本步骤中，分选率判定值k是一个预设值，且0＜k＜1，根据实际电池箱生产中的分选要求设定，用于判定根据样本集合确定出的开路电压上限值U₁和开路电压下限值U₂是否选取恰当。如果样本集合计算得到的分选率η大于或等于分选率判定值k，则根据样本集合确定出的开路电压上限值U₁和开路电压下限值U₂可以作为待分选锂离子动力电池单体集合的电池单体分选依据；如果样本集合计算得到的分选率η小于分选率判定值k，则说明根据样本集合确定出的开路电压上限值U₁和开路电压下限值U₂作为待分选锂离子动力电池单体集合的电池单体分选依据时，分选出的电池单体数量不满足实际电池箱生产的分选要求，需要进一步调整分选配组的开路电压上限值和开路电压下限值，详见后述。

步骤206：采集待分选锂离子动力电池单体集合中除样本集合外的其他每个电池单体的开路电压，将待分选锂离子动力电池单体集合中开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体进行分选配组。

步骤202中已采集样本集合中每个电池单体的开路电压，为了提高效率、避免操作重复，本步骤采集待分选锂离子动力电池单体集合中除样本集合外的其他每个电池单体的开路电压。

基于步骤205的判断结果，η≥k，假设k＝0.95，步骤4计算得到的η＝0.96，说明样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]之间的电池单体的分选率大于预设的分选率判定值，说明样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体较为集中，由于样本集合中的电池单体是从待分选锂离子动力电池单体集合中随机选择的，因此可以以[U₂,U₁]作为待分选锂离子动力电池单体集合进行分选配组的开路电压范围。

选择待分选锂离子动力电池单体集合中电池单体开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体进行分选配组，选中的电池单体的电压差异满足要求，可用于电池箱生产。

步骤207：确定低开路电压下限值为确定低开路电压上限值为确定高开路电压下限值为确定高开路电压上限值为采集待分选锂离子动力电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选锂离子动力电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至低电压分选电池单体集合，将待分选锂离子动力电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至高电压分选电池单体集合。

基于步骤205的判断结果，η＜k，假设k＝0.97，步骤4计算得到的η＝0.96，说明样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]之间的电池单体的分选率不满足预设的分选率判定值，即样本集合中各个电池单体的开路电压并不大量集中于[U₂,U₁]这一范围，将[U₂,U₁]作为电池单体分选配组的开路电压范围不再适用，因此设定低电压分选电池单体集合和高电压分选电池单体集合，其中低电压分选电池单体集合的开路电压范围为高电压分选电池单体集合的开路电压范围为应用于本实施例中即为，低电压分选电池单体集合的开路电压范围为[3.752,3.762)，高电压分选电池单体集合的开路电压范围为[3.762,3.772]。

当待分选锂离子动力电池单体集合中电池单体的开路电压属于之间时，将该电池单体分选至低电压分选电池单体集合，当待分选锂离子动力电池单体集合中电池单体的开路电压属于之间时，将该电池单体分选至高电压分选电池单体集合。

由上述实施例可以得出，在进行锂离子动力电池单体分选时，先确定一个样本集合，根据样本集合中的电池单体的开路电压计算开路电压上限值U₁和开路电压下限值U₂，然后计算样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体数量，进而计算样本集合的分选率η，通过分选率η与预设的的分选率判定值k之间的比较判断待分选锂离子动力电池单体集合进行分选配组时分选为几个集合，如果η≥k，则将待分选锂离子动力电池单体集合中所有开路电压处于[U₂,U₁]之间的电池单体分选至同一组合中；如果η＜k，则将待分选锂离子动力电池单体集合中处于之间的电池单体分选至低电压分选电池单体集合，将待分选锂离子动力电池单体集合中处于之间的电池单体分选至高电压分选电池单体集合。本发明技术方案提供了一种快速有效的动力电池单体分选方法，使得现有技术条件下电池箱生产过程中电池单体一致性检测耗时缩短、成本低、效率高。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电池单体分选方法，其特征在于，包括：

从包含N个电池单体的待分选电池单体集合中随机选择n个电池单体组成样本集合，且n＜N；

采集所述样本集合中每个电池单体的开路电压U_i，其中i为正整数，且1≤i≤n；

计算所述样本集合的电池单体开路电压均值

计算所述样本集合的电池单体开路电压上限U₁以及开路电压下限U₂，且 其中S为预设的开路电压允许偏差；

根据所述U₁以及U₂对所述待分选电池单体集合进行分选配组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述U₁以及U₂对所述待分选电池单体集合进行分选配组，具体包括：

确定所述样本集合中开路电压处于[U₂,U₁]范围内的电池单体的数量n₁，并计算所述样本集合的分选率η，且

如果η≥k，所述k为预设的分选率判定值，采集所述待分选电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选电池单体集合中开路电压处于[U₂,U₁]的电池单体分选至分选电池单体集合；

如果η＜k，确定低开路电压下限为确定低开路电压上限为确定高开路电压下限为确定高开路电压上限为采集待分选电池单体集合中除样本集合外的每个电池单体的开路电压，将待分选电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至低电压分选电池单体集合，将待分选电池单体集合中开路电压处于的电池单体分选至高电压分选电池单体集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(N×2％)≤n≤(N×5％)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，