CN106356574B - 一种容量匹配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容量匹配方法及装置，其中，容量匹配方法应用于电池组，电池组包括多个电池模组，电池模组包括多个串联电芯组，该方法包括：对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配。通过本发明实施例提供的容量匹配方法及装置，可以有效解决电池组容量不匹配的问题，延长电池组使用寿命。

Description

一种容量匹配方法及装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是指一种容量匹配方法及装置。

背景技术

随着电动汽车市场占有率的不断提高，其售后问题逐渐暴露，尤其针对电池组(即电池包或电池系统)的保养、维修等技术问题仍是空白。当电池组使用一段时间后，由于电池组内的各电池模组的容量不匹配，电池出现容量下降的情况，从而导致电池组使用寿命减短，甚至会造成整个电池组失效，因此需要对电池组进行保养或维修，使得电池组内的多个电池模组的容量重新匹配，以延长电池组的使用寿命。现有的对电池组容量匹配的方法中，通常直接对电池组进行容量匹配以达到单次或短期容量匹配效果，匹配效果不明显，无法从根本上解决电池组容量不匹配的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种容量匹配方法及装置，以解决现有技术电池组容量匹配效果差的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种容量匹配方法，应用于电池组，电池组包括多个电池模组，电池模组包括多个串联电芯组，该方法包括：

对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；

对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；

若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配。

其中，对电池组进行放电至达到单串保护电压的步骤包括：

将电池组以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压；

静置电池组至少第一预设时间后，以第二预设电流对电池组进行整体放电至单串保护电压，其中，第一预设电流大于第二预设电流。

其中，对异常模组进行满充满放测试的步骤包括：

对异常模组进行整体放电至单串保护电压；

对异常模组进行单串放电至电芯保护电压，其中，单串保护电压大于电芯保护电压；

静置异常模组至少第二预设时间后，对异常模组进行满充满放测试。

其中，根据测试结果判断是否需要更换异常模组的步骤包括：

当测试后，异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，确定不需要更换异常模组；否则，确定需要更换异常模组。

其中，若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配的步骤包括：

将正常模组以及异常模组放电至电芯保护电压，并记录正常模组放电的第一总容量值；

将正常模组和异常模组分别充入第一总容量值。

第二方面，本发明实施例提供一种容量匹配装置，应用于电池组，该电池组包括多个电池模组，电池模组包括多个串联电芯组，该装置包括：

第一处理模块，用于对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；

第二处理模块，用于对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；

容量匹配模块，用于若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配。

其中，第一处理模块包括：

第一处理单元，用于将电池组以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压；

第二处理单元，用于静置电池组至少第一预设时间后，以第二预设电流对电池组进行整体放电至单串保护电压，其中，第一预设电流大于第二预设电流。

其中，第二处理模块包括：

第三处理单元，用于对异常模组进行整体放电至单串保护电压；

第四处理单元，用于对异常模组进行单串放电至电芯保护电压，其中，单串保护电压大于电芯保护电压；

第五处理单元，用于静置异常模组至少第二预设时间后，对异常模组进行满充满放测试。

其中，第二处理模块包括：

判断单元，用于当测试后，异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，确定不需要更换异常模组；否则，确定需要更换异常模组。

其中，容量匹配模块包括：

第六处理单元，用于将正常模组以及异常模组放电至电芯保护电压，并记录正常模组放电的第一总容量值；

容量匹配单元，用于将正常模组和异常模组分别充入第一总容量值。

与现有技术相比，本发明实施例提供的容量匹配方法及装置，通过对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配，可以有效解决电池组容量不匹配的问题，延长电池组使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例提供的容量匹配方法的流程图；

图2表示本发明实施例提供的容量匹配装置的结构框图；

图3表示本发明具体示例的容量匹配方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

请参见图1，其示出的是本发明实施例提供的容量匹配方法的流程图。

本发明实施例提供一种容量匹配方法，应用于电池组，电池组包括多个电池模组，电池模组包括多个串联电芯组，该方法可以包括以下步骤：

步骤101，对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组。

该步骤中，单串保护电压即指预先设定的各电池模组中的各串联电芯组不宜再继续放电的工作电压值，即防止各串联电芯组放电过渡时保护电池的电压值。这里，将电池组整体放电至单串保护电压后，对各电池模组内的电压进行分析，将其中存在异常电压的电池模组确定为异常模组，为后续步骤做准备。具体的，在将电池组整体放电至单串保护电压后，获得各串联电芯组放电过程中的电压数据，并根据电压数据的离散程度确定电压异常的串联电芯组；确定电压异常的串联电芯组所在的电池模组，确定该电池模组存在异常电压，将其确定为异常模组。这里，通过各串联电芯组放电过程中的电压数据的离散程度，可以得到其中与整体电压数据偏差程度较大(即大于预设基准，该预设基准可以根据历史经验数据得到)的电压数据，得到电压异常的串联电芯组。其中，由于随着电池组使用时间的增加，电池组的一致性可能会很差，此时可能存在多个异常模组。

步骤102，对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组。

该步骤中，对异常模组进行满充满放测试，以确定异常模组内电压异常，即出现荷电量不一致的原因，以此判断异常模组是否可以进行修复，即是否需要进行更换。若是由于自放电不一致导致出现荷电量不一致，则该异常模组可以进行修复，无需进行更换；若是由于内阻等故障原因导致出现荷电量不一致，则该异常模组无法进行修复，需要进行更换。

步骤103，若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配。

该步骤中，在确定不需要对异常模组进行更换后，将异常模组与正常模组进行容量匹配，可以有效解决电池组内部容量不均衡(容量低)或充放电末端压差大导致的容量不匹配的问题，从而使电池组整体容量匹配。

其中，在一实施例，为减小电池组放电反弹，使电池组内各电池模组放电后尽可能接近单串保护电压，为此，步骤101，对电池组进行放电至达到单串保护电压的步骤可以包括以下步骤：

将电池组以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压；

静置电池组至少第一预设时间后，以第二预设电流对电池组进行整体放电至单串保护电压，其中，第一预设电流大于第二预设电流。

这里，首先将电池组以一较大电流，即第一预设电流，进行整体放电至单串保护电压，通过第一预设电流进行整体放电以减少电池组整体放电时间；然后将电池组静置至少第一预设时间，例如半小时，此时电池组中各电池模组内的电压会进行反弹，再以一较小电流，即第二预设电流，进行整体放电至单串保护电压，由于以较小电流进行放电，可确保电池组内电压反弹足够小，保证电池组中各电池模组的电压足够接近单串保护电压。其中，该第一预设电流、第二预设电流以及第一预设时间均根据实际使用场景、实际操作常识或经验进行设定，该实施例对此不作限定。

其中，在一实施例，步骤102中，对异常模组进行满充满放测试的步骤可以包括以下步骤：

对异常模组进行整体放电至单串保护电压；

对异常模组进行单串放电至电芯保护电压，其中，单串保护电压大于电芯保护电压；

静置异常模组至少第二预设时间后，对异常模组进行满充满放测试。

这里，由于异常模组内存在异常电压，内部荷电量不一，因此，需要重新对异常模组整体放电至单串保护电压，以减少后续单串放电的时间。其中，可以先对异常模组以一较大电流(第三预设电流)整体再放空，静止后再以一较小电流(第四预设电流，其中第四预设电流小于第三预设电流)再放，以使异常模组放电后尽可能接近单串保护电压。在将异常模组整体放电至单串保护电压后对异常模组进行单串放电至电芯保护电压，以使异常模组内的各串电芯组的荷电量达到一个荷电量平台，其中，电芯保护电压即指预先设定的各串联电芯组中的各电芯不宜再继续放电的工作电压值，电芯保护电压小于点串保护电压；接着静置该异常模组至少第二预设时间，例如4小时，此时，异常模组的放电末端电池的电压会反弹，且放电的先后顺序会影响电压值，然后对异常模组进行满充满放测试，以此判断异常模组内部出现荷电量不一致的原因，进而确定异常模组是否可以进行修复，即是否需要进行更换。

其中，在一实施例，步骤102中，根据测试结果判断是否需要更换异常模组的步骤可以包括以下步骤：

当测试后，异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，确定不需要更换异常模组；否则，确定需要更换异常模组。

这里，在进行满充满放测试之后，将测试后的异常模组的容量值及内部压差值与正常模组进行比较，通过判断两者之间的偏差以确定是否需要对异常模组进行更换。其中，第一预设范围以及第二预设范围均根据实际使用场景、实际操作常识或经验进行设定，该实施例对此不作限定。当异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，此时可以判断由于自放电不一致导致出现荷电量不一致，则该异常模组可以进行修复，无需进行更换；否则，该异常模组可能由于内阻等故障原因导致出现荷电量不一致，该异常模组无法进行修复，需要进行更换。

其中，在一实施例，步骤103，若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配的步骤可以包括以下步骤：

将正常模组以及异常模组放电至电芯保护电压，并记录正常模组放电的第一总容量值；

将正常模组和异常模组分别充入第一总容量值。

这里，将异常模组及正常模组进行放电，并通过较大电流放电至电芯保护电压后静置，再通过较小电流进行放电至电芯保护电压，以使异常模组及正常模组尽可能放空，同时，记录正常模组的放电总量，获得第一总容量值，其中，该正常模组预先已满充；然后将正常模组和异常模组分别充入该第一总容量值，使得异常模组与正常模组容量匹配，电池组整体容量均衡。另外，若需要更换异常模组时，则将更换后的电池模组与正常模组进行容量匹配，其容量匹配方式与上述异常模组进行容量匹配的方式相同。

此外，在电池组整体容量匹配完成后，可以通过将该电池组静置第三预设时间，例如4小时，然后再进行充放电测试(即满充满放测试)，以此判断电池组容量匹配是否成功。若容量匹配不成功，则重复本发明实施例方法流程。

本发明实施例提供的容量匹配方法，通过对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配，可以有效解决电池组容量不匹配的问题，延长电池组使用寿命。

另外，基于以上方法，本发明实施例还提供了一种用以实施上述方法的装置。参见图2，其示出的是本发明实施例提供的容量匹配装置的结构框图，本发明实施例提供一种容量匹配装置，应用于电池组，该电池组包括多个电池模组，电池模组包括多个串联电芯组，该装置可以包括：第一处理模块210、第二处理模块220以及容量匹配模块230。

第一处理模块210，用于对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；

第二处理模块220，用于对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；

容量匹配模块230，用于若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配。

其中，在一实施例，第一处理模块210可以包括：第一处理单元以及第二处理单元。

第一处理单元，用于将电池组以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压；

第二处理单元，用于静置电池组至少第一预设时间后，以第二预设电流对电池组进行整体放电至单串保护电压，其中，第一预设电流大于第二预设电流。

其中，在一实施例，第二处理模块220可以包括：第三处理单元、第四处理单元以及第五处理单元。

第三处理单元，用于对异常模组进行整体放电至单串保护电压；

第四处理单元，用于对异常模组进行单串放电至电芯保护电压，其中，单串保护电压大于电芯保护电压；

第五处理单元，用于静置异常模组至少第二预设时间后，对异常模组进行满充满放测试。

其中，在一实施例，第二处理模块220可以包括：判断单元。

判断单元，用于当测试后，异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，确定不需要更换异常模组；否则，确定需要更换异常模组。

其中，在一实施例，容量匹配模块230可以包括：第六处理单元以及容量匹配单元。

第六处理单元，用于将正常模组以及异常模组放电至电芯保护电压，并记录正常模组放电的第一总容量值；

容量匹配单元，用于将正常模组和异常模组分别充入第一总容量值。

上述实施例提供的容量匹配装置与实施例提供的容量匹配方法属于同一构思，其具体实现过程详见描述方法的实施例，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例提供的容量匹配装置，通过对电池组进行放电至达到单串保护电压，并将电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；对异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换异常模组；若否，将异常模组与正常模组进行容量匹配，可以有效解决电池组容量不匹配的问题，延长电池组使用寿命。

最后，再结合附图，通过一个具体示例对本发明作更为详细的描述。

参见图3，其示出的是本发明具体示例的容量匹配方法的流程图，本发明具体示例中，以对压差过大的电池组进行容量匹配为例，该容量匹配方法的流程如下：

步骤301，对电池组以第一预设电流整体放电至单串保护电压。这里，以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压，以减少电池组整体放电时间。

步骤302，静置后以第二预设电流再放至单串保护电压。这里，静置电池组半小时后，以第二预设电流对电池组再放电至单串保护电压。

步骤303，确定异常电压所在的电池模组。这里，分析电池组各电池模组内的电压数据，确定其中存在异常电压的电池模组，作为异常模组。

步骤304，将异常模组从电池组拆下，并拆下一个相邻的正常模组。这里，将异常模组从电池组中拆下，以便于对异常模组进行分别处理，同时，将与该异常模组相邻的一个正常模组拆下，为后续判断异常模组是否需要更换以及进行容量匹配做准备。

步骤305，异常模组整体放电至单串保护电压。这里，可以将异常模组进行较大电流放电至单串保护电压，静置后再以小电流放电至单串保护电压，以减少后续单串放电的时间。

步骤306，对异常模组分别单串放空。这里，对异常模组中各串电芯组进行分别单串放电至电芯保护电压。

步骤307，异常模组充放电测试。这里，对异常模组进行充放电测试(即满充满放测试)，为后续步骤做准备。

步骤308，判断异常模组是否满足要求。这里，在异常模组测试后，判断异常模组的容量值及内部压差值是否满足要求，即判断测试后的异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差是否在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差是否在第二预设范围内。若测试后的异常模组的容量值与正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，异常模组的内部压差值与正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，则执行步骤310；否则，执行步骤309。

步骤309，更换新的电池模组。这里，对需要更换的异常模组进行更换。

步骤310，与正常模组进行容量匹配。这里，将异常模组或新的电池模组与正常模组进行容量匹配。

步骤311，对整个电池组进行充放电测试。在将异常模组或新的电池模组与正常模组进行容量匹配后，将整个电池组进行充放电测试，以判断电池组容量匹配是否成功。

步骤312，判断电池组容量匹配是否成功。若是，则结束流程；否则返回执行步骤301。

对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。

需要说明的是，在发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种容量匹配方法，应用于电池组，所述电池组包括多个电池模组，所述电池模组包括多个串联电芯组，其特征在于，所述方法包括：

对所述电池组进行放电至达到单串保护电压，并将所述电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；单串保护电压指预先设定的各电池模组中的各串联电芯组不再继续放电的工作电压值；

对所述异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换所述异常模组；

若否，将所述异常模组与正常模组进行容量匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电池组进行放电至达到单串保护电压的步骤包括：

将所述电池组以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压；

静置所述电池组至少第一预设时间后，以第二预设电流对所述电池组进行整体放电至单串保护电压，其中，所述第一预设电流大于第二预设电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述异常模组进行满充满放测试的步骤包括：

对所述异常模组进行整体放电至单串保护电压；

对所述异常模组进行单串放电至电芯保护电压，其中，所述单串保护电压大于所述电芯保护电压；

静置所述异常模组至少第二预设时间后，对所述异常模组进行满充满放测试。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测试结果判断是否需要更换所述异常模组的步骤包括：

当测试后，所述异常模组的容量值与所述正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，所述异常模组的内部压差值与所述正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，确定不需要更换所述异常模组；否则，确定需要更换所述异常模组。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若否，将所述异常模组与正常模组进行容量匹配的步骤包括：

将所述正常模组以及所述异常模组放电至电芯保护电压，并记录所述正常模组放电的第一总容量值；

将所述正常模组和所述异常模组分别充入所述第一总容量值。

6.一种容量匹配装置，应用于电池组，所述电池组包括多个电池模组，所述电池模组包括多个串联电芯组，其特征在于，所述装置包括：

第一处理模块，用于对所述电池组进行放电至达到单串保护电压，并将所述电池组中存在异常电压的电池模组确定为异常模组；单串保护电压指预先设定的各电池模组中的各串联电芯组不再继续放电的工作电压值；

第二处理模块，用于对所述异常模组进行满充满放测试，并根据测试结果判断是否需要更换所述异常模组；

容量匹配模块，用于若否，将所述异常模组与正常模组进行容量匹配。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块包括：

第一处理单元，用于将所述电池组以第一预设电流进行整体放电至单串保护电压；

第二处理单元，用于静置所述电池组至少第一预设时间后，以第二预设电流对所述电池组进行整体放电至单串保护电压，其中，所述第一预设电流大于第二预设电流。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块包括：

第三处理单元，用于对所述异常模组进行整体放电至单串保护电压；

第四处理单元，用于对所述异常模组进行单串放电至电芯保护电压，其中，所述单串保护电压大于所述电芯保护电压；

第五处理单元，用于静置所述异常模组至少第二预设时间后，对所述异常模组进行满充满放测试。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块包括：

判断单元，用于当测试后，所述异常模组的容量值与所述正常模组的容量值的误差在第一预设范围内，以及，所述异常模组的内部压差值与所述正常模组的内部压差值的误差在第二预设范围内，确定不需要更换所述异常模组；否则，确定需要更换所述异常模组。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述容量匹配模块包括：

第六处理单元，用于将所述正常模组以及所述异常模组放电至电芯保护电压，并记录所述正常模组放电的第一总容量值；

容量匹配单元，用于将所述正常模组和所述异常模组分别充入所述第一总容量值。