CN106324358B - 一种电芯内阻动态检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电芯内阻检测技术领域，公开了一种电芯内阻动态检测方法。一种电芯内阻动态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、选取与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯，并计算样品电芯的初始内阻R0；S2、对样品电芯进行充放电测试，记录充放电过程中样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的内阻转换系数K；S3、待检测电芯应用时充放电过程中的内阻R＝K*R0。本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：通过采用本发明的电芯内阻动态检测方法，克服了现在技术中在估算内阻时对电流、电压变化幅度的依赖，并且避免了突变电流电压的抖动的采集误差，能够实时监测内阻并且具有较高精度。

Description

一种电芯内阻动态检测方法
技术领域
本发明属于电芯内阻检测技术领域，具体涉及一种电芯内阻动态检测方法，可以应用于新能源汽车领域与储能领域。
背景技术
在新能源汽车及储能应用中需要用到大量的可进行充放电的电芯，而这些电芯在多次充放电后会出现一定程度的老化及有一定几率出现损坏，必须寻找出那些老化严重或已经出现损坏的电芯，提前做好预防或更换以防出现安全事故。电芯的内阻是一个衡量电芯健康程度的重要参数，通过对电芯内阻的追踪，来监测电芯的健康状况。目前的监测内阻的方法普遍采用突变电流及其所引起的电压突变的两者之比，根据其计算的结果来标定相应的内阻。这种方法有两种弊端：首先，并不是所有的电流变化和电压变化的数据都能拿来做内阻运算数据，需要电流、电压变化达到一定的幅度(斜率越斜越好)才能满足运算要求，这就有很大的不确定性，不能保证实时性；第二，该方法的所得内阻的误差会比较大，BMS对于电压及电流的采集本来就有一定的误差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电芯内阻动态检测方法，该方法能实时监测内阻并且具有较高精度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种电芯内阻动态检测方法，包括如下步骤：
S1、选取与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯，并计算样品电芯的初始内阻R0；
S2、对样品电芯进行充放电测试，记录充放电过程中样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的内阻转换系数K；
S3、待检测电芯应用时充放电过程中的内阻R＝K*R0。
作为进一步的优选方案，所述步骤S1具体为：
S101选取多个与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯；
S102计算所述多个样品电芯的平均初始内阻R0’。
作为进一步的优选方案，所述步骤S2具体为：
S201预先设定待测试温度区域，将待测试温度区域划分为一个以上测试温度区间，每一温度测试区间内设置有温度测试点Ttest；
S202在每个温度测试点Ttest上对所述样品电芯进行充放电测试，并记录充放电过程中的样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的电阻转换系数K。
作为进一步的优选方案，步骤S201中所述待测试温度区域为-10℃至55℃；所述测试温度区间的间隔为5℃。
作为进一步的优选方案，所述步骤S202中在每个温度测试点Ttest对所述样品电芯进行充放电测试并记录充放电过程中的样品电芯的状态信息数据的过程为：
S202-1预先设定若干个SOC测试点Tsoc；
S202-2在充放电过程中相应SOC测试点Tsoc处记录样品电芯的状态信息数据。
作为进一步的优选方案，所述步骤S202-1具体为：
以样品电芯的初始容量SOC0为区间，以5％为间隔设定SOC测试点Tsoc。
作为进一步的优选方案，重复多次执行所述步骤S202-1，直至所述样品电芯的SOH值下降至预设的SOC'值。
作为进一步的优选方案，所述SOC'值为样品电芯初始容量SOC0的80％。
作为进一步的优选方案，所述状态信息数据包括：温度Tt、充放电状态S、电压Vt、电阻Rt。
作为进一步的优选方案，所述步骤S202中根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的电阻转换系数K的过程为：
根据充电过程中记录的温度Tt、电压Vt及电阻Rt拟合出充电状态的电阻转换系数Kc(T，V)；
根据放电过程中记录的温度Tt、电压Vt及电阻Rt拟合出放电状态的电阻转换系数Kd(T，V)。
定义说明：
SOC：全称是State of Charge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池或电芯使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。
SOH：全称是Section Of Health，性能状态，即电芯满充容量相对额定容量的百分比。
放电倍率：电芯放电时放电电流与电芯的额定电容的比率。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
通过采用本发明的电芯内阻动态检测方法，克服了现在技术中在估算内阻时对电流、电压变化幅度的依赖，并且避免了突变电流电压的抖动的采集误差，能够实时监测内阻并且具有较高精度。
附图说明
图1为本发明一种电芯内阻动态检测方法的流程图；
图2为图1的电芯内阻动态检测方法的步骤S1的流程图；
图3为图1的电芯内阻动态检测方法的步骤S2的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种电芯内阻动态检测方法，包括如下步骤：
S1、选取与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯，并计算样品电芯的初始内阻R0。
步骤S1具体为：
S101选取多个与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯；要说明的是，多个样品电芯与待检测电芯优选为同一厂家生产的同一类型、同一批次的电芯。
S102计算所述多个样品电芯的平均初始内阻R0’。
S2、对样品电芯进行充放电测试，记录充放电过程中样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的内阻转换系数K。
S3、待检测电芯应用时充放电过程中的内阻R＝K*R0。
所述步骤S2具体为：
S201预先设定待测试温度区域，将待测试温度区域划分为一个以上测试温度区间，每一温度测试区间内设置有温度测试点Ttest；每一温度测试区间内设置有温度测试点Ttest的优选方式是：在每个温度测试区间的中点处设置一个温度测试点Ttest。其中，所述待测试温度区域为-10℃至55℃；所述测试温度区间的间隔为5℃。
S202在每个温度测试点Ttest上对所述样品电芯进行充放电测试，并记录充放电过程中的样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的电阻转换系数K。
要说明的是，在每个温度测试点Ttest对所述样品电芯进行充放电测试并记录充放电过程中的样品电芯的状态信息数据的过程为：
S202-1预先设定若干个SOC测试点Tsoc，具体步骤为：以样品电芯的初始容量SOC0为区间，以5％为间隔设定SOC测试点Tsoc。
进一步的，重复多次执行所述步骤S202-1，直至所述样品电芯的SOH值下降至预设的SOC'值。其中，所述SOC'值为样品电芯初始容量SOC0的80％。
S202-2在充放电过程中相应SOC测试点Tsoc处记录样品电芯的状态信息数据。具体的，状态信息数据包括：温度Tt、充放电状态S、电压Vt、电阻Rt。
所述步骤S202中根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的电阻转换系数K的过程为：
根据充电过程中记录的温度Tt、电压Vt及电阻Rt拟合出充电状态的电阻转换系数Kc(T，V)；计算内阻R时，先判断当前温度T属于哪一温度测试区间内，再根据其所属温度测试区间内的温度测试点Ttest对应的电阻转换系数Kc(T，V)计算电阻R，R＝Kc(T，V)*R0。
根据放电过程中记录的温度Tt、电压Vt及电阻Rt拟合出放电状态的电阻转换系数Kd(T，V)。计算内阻R时，先判断当前温度T属于哪一温度测试区间内，再根据其所属温度测试区间内的温度测试点Ttest对应的电阻转换系数Kd(T，V)计算电阻R，R＝Kd(T，V)*R0。
其中，将所述样品电芯进行反复的充放电测试，在充放电测试过程中将SOC由100％至0％划分为若干记录点，每个记录点收集状态信息数据。
步骤S2中所述测试温度区间主要根据待测电芯应用环境的温度区间进行选择设定，合理的温度区间设置可提高测试数据的有效性和实用性。温度区间间隔可根据测试精度和分析统计的需求进行选择，在其他实施例中，温度区间间隔可为2℃至10℃中的任一选择。
在步骤S2中，在每个测试点Ttest进行相同的状态信息数据收集测试，直至所述样品电芯的SOH下降到80％。根据IEEE标准1188-1996中的规定，当动力电池的容量能力下降到80％时，即SOH小于80％时，电池已经老化到一定程度，就应该更换电池。本发明方法中设定的SOH下降限值符合实际应用要求，具有更高的实用性。
通过采用本发明的电芯内阻动态检测方法，克服了现在技术中在估算内阻时对电流、电压变化幅度的依赖，并且避免了突变电流电压的抖动的采集误差，能够实时监测内阻并且具有较高精度。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种电芯内阻动态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、选取与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯，并计算样品电芯的初始内阻R0；
S2、对样品电芯进行充放电测试，记录充放电过程中样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的内阻转换系数K；其中，所述步骤S2具体为：
S201预先设定待测试温度区域，将待测试温度区域划分为一个以上测试温度区间，每一温度测试区间内设置有温度测试点Ttest；
S202在每个温度测试点Ttest上对所述样品电芯进行充放电测试，并记录充放电过程中的样品电芯的状态信息数据，根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的电阻转换系数K；
所述步骤S202中在每个温度测试点Ttest对所述样品电芯进行充放电测试并记录充放电过程中的样品电芯的状态信息数据的过程为：
S202-1预先设定若干个SOC测试点Tsoc；
S202-2在充放电过程中相应SOC测试点Tsoc处记录样品电芯的状态信息数据；
以样品电芯的初始容量SOC0为区间，以5％为间隔设定SOC测试点Tsoc；
所述状态信息数据包括：温度Tt、充放电状态S、电压Vt、电阻Rt；
所述步骤S202中根据样品电芯的状态信息数据计算样品电芯充放电过程中的电阻转换系数K的过程为：
根据充电过程中记录的温度Tt、电压Vt及电阻Rt拟合出充电状态的电阻转换系数Kc(T，V)；
根据放电过程中记录的温度Tt、电压Vt及电阻Rt拟合出放电状态的电阻转换系数Kd(T，V)。
S3、待检测电芯应用时充放电过程中的内阻R＝K*R0。
2.根据权利要求1所述的电芯内阻动态检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
S101选取多个与待检测电芯型号相同的全新电芯作为样品电芯；
S102计算所述多个样品电芯的平均初始内阻R0’。
3.根据权利要求1所述的电芯内阻动态检测方法，其特征在于：步骤S201中所述待测试温度区域为-10℃至55℃；所述测试温度区间的间隔为5℃。
4.根据权利要求1所述的电芯内阻动态检测方法，其特征在于：重复多次执行所述步骤S202-1，直至所述样品电芯的SOH值下降至预设的SOC'值。
5.根据权利要求4所述的电芯内阻动态检测方法，其特征在于，所述SOC'值为样品电芯初始容量SOC0的80％。
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