CN107942254A - 锂离子电池组接触电阻测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，包括以下步骤：根据锂离子电池特性确认短脉冲放电时间t和电流阈值；选择低于电流阈值的电流对锂离子电池组进行短脉冲放电；利用电压检测电路测量短脉冲放电时，锂离子电池组中各个电池端电压变化，来获得接触电阻。本发明提供的锂离子电池组接触电阻检测方法简单，实用性强，精度高，可以直接应用于锂离子电池管理系统。

Description

锂离子电池组接触电阻测量方法
技术领域
本发明涉及一种用于测量锂离子电池组中各级电池电极的接触电阻的方法。
背景技术
锂离子电池组在新能源汽车、储能领域得到广泛的应用。电池组中单体电池的电压和内阻检测对电池组的有效管理至关重要。然而，在电池成组过程中，电极端的接触电阻是无法避免的，该电阻对电池组的精确检测带来很大的影响。
首先，接触电阻影响电池内阻检测。在经典锂离子电池等效电路模型中，电池内阻包含欧姆内阻和极化内阻两部分。其中，锂离子电池的欧姆内阻是锂离子电池的重要参数，它在锂离子电池荷电状态和寿命评估中都十分重要。锂离子电池的欧姆内阻可以通过直流放电的方式进行测量。然而，锂离子电池组中各级电池电极的接触电阻是测量锂离子电池的欧姆内阻过程中无法回避的问题。
其次，接触电阻影响电池电压检测。在锂离子电池组中，锂电池电极端的接触电阻上的压降会影响电池真实电压检测，从而导致电池管理系统对电池荷电状态和寿命评估中的误差。
由于锂离子电池的欧姆内阻和锂电池电极接触电阻都属于直流阻抗，因此无法通过电池的常规I-V特性直接区分两种直流阻抗。这给锂离子成组后的电池内阻和电压的检测带来了困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于测量锂离子电池组中各级电池电极的接触电阻的方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据锂离子电池特性确认短脉冲放电时间t和电流阈值；
步骤2、选择低于电流阈值的电流对锂离子电池组进行短脉冲放电；
步骤3、利用电压检测电路测量短脉冲放电时，锂离子电池组中各个电池端电压变化，来获得接触电阻：当有电流流过锂离子电池组时，电压检测电路得到的电压为V1＝(R0+R1)*I，式中，R0为锂离子电池欧姆内阻，R1为接触电阻，I为放电电流，在短脉冲放电时，电压检测电路得到的电压V2＝R1*I，则锂离子电池组各个电池端的接触电阻R0＝(V1-V2)/I。
优选地，步骤2中，所述短脉冲放电为单次，或为多次。
优选地，步骤2中，所述短脉冲放电的脉宽为是固定的，或是变化的。
优选地，步骤2中，进行短脉冲放电时，通过调节放电电流I来调节放电电荷，或者通过调节放电时间t来调节放电电荷。
优选地，步骤2中，进行短脉冲放电时，改变电荷的方法是脉冲放电，或是脉冲充电，或是脉冲放电与脉冲充电相结合。
本发明提供的锂离子电池组接触电阻检测方法简单，实用性强，精度高，可以直接应用于锂离子电池管理系统。
附图说明
图1为200us短脉冲放电下，锂离子电池电压变化和放电电流关系图；
图2为本发明使用的测试电路。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
通过前期实验发现，在对锂电池做短脉冲放电时(例如，放电脉冲为200us)，锂电池端电压随放电电流发生变化。如下图1所示，此时当放电电流大于3A时，电池端电压变化dU和放电电流I表现出的特性反应了锂电池的欧姆内阻。同时可以发现，在图1中，放电电流小于2A时锂电池电压变化为0；放电电流2A至3A为过渡区间。
图1中，由于采用短脉冲放电，当放电电流小的时候，整个脉冲过程放出的电荷量较小。对于锂离子电池而言，此时电极两端的游离电荷已经能够提供外部脉冲电流所需要的电荷量，无需锂离子在电池内部形成输运回路，电池内部电流为0，因此电池端没有电压降。随着放电电流的增加，电池两端的游离电荷已经无法支持外部电流的电荷量，电池内部锂离子发生输运产生电流，此时由于电池内阻特性在电池两端产生电压变化。
利用锂离子电池在短脉冲放电过程中表现出的端电压变化的滞后特点，本发明提出通过短脉冲放电的方式，直接测量锂离子电池电极接触电阻。测试电路如示意图2所示。锂离子电池欧姆内阻为R0，接触电阻为R1，当有电流流过电池组是，电压检测电路得到的电压为(R0+R1)*I。在短脉冲放电时，由于电池电极端游离电荷能够提供外部电流所需电荷数，此时，电池内部不形成电流，则电压检测电路得到的电压为R1*I。此时只要通过检测电压，结合已知放电电流，就可以获得接触欧姆内阻R1。
本发明提高的一种锂离子电池组接触电阻测量方法，具体包括以下步骤：
步骤1、根据锂离子电池特性确认短脉冲放电时间t和电流阈值。
步骤2、选择低于电流阈值的电流对锂离子电池组进行短脉冲放电。短脉冲放电为单次，或为多次。短脉冲放电的脉宽为是固定的，或是变化的。进行短脉冲放电时，通过调节放电电流I来调节放电电荷，或者通过调节放电时间t来调节放电电荷。
应当注意的是：改变电荷的方法可以是脉冲放电，也可以是脉冲充电，或是脉冲放电与脉冲充电相结合。
步骤3、利用电压检测电路测量短脉冲放电时，锂离子电池组中各个电池端电压变化，来获得接触电阻：当有电流流过锂离子电池组时，电压检测电路得到的电压为V1＝(R0+R1)*I，式中，R0为锂离子电池欧姆内阻，R1为接触电阻，I为放电电流，在短脉冲放电时，电压检测电路得到的电压V2＝R1*I，则锂离子电池组各个电池端的接触电阻R0＝(V1-V2)/I。

Claims (5)

1.一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据锂离子电池特性确认短脉冲放电时间t和电流阈值；
步骤2、选择低于电流阈值的电流对锂离子电池组进行短脉冲放电；
步骤3、利用电压检测电路测量短脉冲放电时，锂离子电池组中各个电池端电压变化，来获得接触电阻：当有电流流过锂离子电池组时，电压检测电路得到的电压为V1＝(R0+R1)*I，式中，R0为锂离子电池欧姆内阻，R1为接触电阻，I为放电电流，在短脉冲放电时，电压检测电路得到的电压V2＝R1*I，则锂离子电池组各个电池端的接触电阻R0＝(V1-V2)/I。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，步骤2中，所述短脉冲放电为单次，或为多次。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，步骤2中，所述短脉冲放电的脉宽为是固定的，或是变化的。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，步骤2中，进行短脉冲放电时，通过调节放电电流I来调节放电电荷，或者通过调节放电时间t来调节放电电荷。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池组接触电阻测量方法，其特征在于，步骤2中，进行短脉冲放电时，改变电荷的方法是脉冲放电，或是脉冲充电，或是脉冲放电与脉冲充电相结合。
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