CN108254695A - 一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,该方法包括以下步骤:S1、待检测电池模组在一恒定温度中静置设定时间;S2、给所述待检测电池模组上的BMS供电;S3、对所述待检测电池模组进行瞬间大电流放电;S4、读取所述瞬间大电流放电结束后设定时刻处的各电芯的电压,根据各电芯的电压差异性判断该待检测电池模组的电芯单体容量是否一致。与现有技术相比,本发明具有快速筛选出需要做均衡的模组、节省产线模组测试时间等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池检测方法,尤其是涉及一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法。
背景技术
磷酸铁锂电池具有循环性能优良、安全性能突出、环境友好等优点,近些年得到广泛应用,成为车用锂离子动力电池的主流。但是,该体系电池在40%~70%SOC条件下,存在一个电压平台(3.295±5mv),而磷酸铁锂电芯出厂时SOC一般为50%左右,正好处于电压平台的范围内,因此,我们很难根据电池的电压判断电池的实际容量。
虽然电芯在制造时,企业会对其进行自放电测试,筛选出不合格品,但仍然无法保证所有出厂电芯具有完全一致的自放电特性,有少部分电芯自放电会稍微偏大。电芯在存储及运输过程中,会造成自放电稍大的电芯与自放电正常的电芯间存在容量差异,且随着时间的增加,容量差异会逐渐扩大。电芯在组装成模组时,考虑到成本问题,企业一般不会再对电芯进行容量测试,一般仅测量每片电芯的电压,而在电压平台内,我们很难根据电芯电压判断电芯的实际容量,这样装出的模组,也就很难保证电芯容量都是一致的。
电池系统企业在制造电池包(pack)时,为了保证产品的使用性能,pack中单体电芯容量差异必须控制在一定范围内,因此在组装pack前,有些企业会对电芯容量差异较大的模组进行均衡,使得模组中电芯的容量差异不至于太大。用50%SOC左右的电芯组装成模组,模组的SOC也在50%SOC左右,要想知道模组中电芯的容量差异是否过大,必须对模组进行充电或放电,使其SOC不处于平台内,需要的时间较长。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1、待检测电池模组在一恒定温度中静置设定时间;
S2、给所述待检测电池模组上的BMS供电;
S3、对所述待检测电池模组进行瞬间大电流放电;
S4、读取所述瞬间大电流放电结束后设定时刻处的各电芯的电压,根据各电芯的电压差异性判断该待检测电池模组的电芯单体容量是否一致。
进一步地,步骤S1中,所述待检测电池模组的容量为40%~70%SOC。
进一步地,步骤S1中,所述恒定温度为20~40℃。
进一步地,步骤S1中,所述设定时间为12~24小时。
进一步地,步骤S3中,所述瞬间大电流放电为1C~10C放电,放电时间5s~30s。
进一步地,步骤S4中,所述设定时刻为第10ms~1000ms时。
进一步地,步骤S4中,根据各电芯的电压差异性判断该待检测电池模组的电芯单体容量是否一致具体为:
判断是否存在某一电芯的电压与模组中单体电芯电压平均值的差值大于设定阈值,若是,则判定该待检测电池模组的电芯单体容量不一致。
进一步地,所述设定阈值为5-10mv。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)本发明通过对电芯电压的测量,能够快速了解电芯电压处于平台区的模组中电芯的容量差异性,在短时间内筛选出需要做均衡的模组进行均衡处理,容量一致性达到要求的模组直接上产线装包,节省了产线的模组测试时间。
2)由于磷酸铁锂电池在40%~70%SOC范围内,存在一个电压平台,因此模组在50%SOC左右时,从模组中每个电芯的静态电压很难看出模组内各个电芯容量的差异情况。要想判断模组是否需要均衡,一般传统做法是对模组进行充电或放电,使模组的SOC高于70%SOC或低于40%SOC,这样需要很长的测试时间。本发明无需对模组进行长时间充放电,节省了产线测试节拍。
3)在大电流放电过程中,由于模组中电芯与电芯间会存在连接阻抗,当有电流存在时会产生电压降,若根据放电过程中模组内电芯间的电压差异去判断模组是否需要均衡,会有很大误差。而本发明选择大电流放电结束时的10ms~1000ms的电芯电压作为判断模组中电芯容量的差异情况,避免了连接阻抗造成的压降干扰。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本发明提供一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,该方法包括以下步骤:
S1、待检测电池模组在一恒定温度中静置设定时间,待检测电池模组配备有用于读取电芯电压的BMS;
S2、利用供电电源给待检测电池模组上的BMS供电;
S3、对待检测电池模组进行瞬间大电流放电;
S4、读取瞬间大电流放电结束后设定时刻处的各电芯的电压,根据各电芯的电压差异性判断该待检测电池模组的电芯单体容量是否一致,具体地,判断是否存在某一电芯的电压与模组中单体电芯电压平均值的差值大于设定阈值,若是,则判定该待检测电池模组的电芯单体容量不一致。
在检测结束后对电芯单体容量不一致的模组进行均衡处理。
在某些实施例中,步骤S1的恒定温度为20~40℃,设定时间为12~24小时。
在某些实施例中,步骤S3利用电池充放电测试仪进行1C~10C的瞬间大电流放电,放电时间5s~30s。
在某些实施例中,步骤S4的设定时刻为第10ms~1000ms时,设定阈值为5-10mv。
实现上述检测方法的检测装置包括检测平台以及设置于所述检测平台上的供电电源、电池充放电测试仪和控制器,供电电源通过第一开关与待检测电池模组上的BMS连接,电池充放电测试仪通过第二开关与待检测电池模组连接,控制器分别连接第一开关和第二开关,控制其进行电路导通。BMS通过CAN通信方式与控制器连接,向控制器发送各电芯的电压。控制器显示各电芯电压,并对需要进行均衡处理的模组产生提示信息。
实施例
本实施例以10片20Ah、SOC为50%的新鲜电池组成的待检测电池模组为例,说明本发明检测方法的有效性。应用具体步骤为:
步骤一:将其中两片电芯分别放掉5%SOC和10%SOC的电量。用这10片电芯组装成模组(1p10s,容量20ah),放在25℃条件下静置24小时;
步骤二:将模组与模组测试设备连接,给bms供电,启动can通讯采集模组中电芯的电压;
步骤三:对模组进行60A,放电10s;
步骤四:读取60A放电结束后第100ms时的单体电压值。测试数据见表1。
表1
初始OCV | 初始SOC | 60A放电结束100ms时OCV |
3.293 | 50% | 3.223 |
3.29 | 50% | 3.22 |
3.291 | 50% | 3.22 |
3.291 | 50% | 3.22 |
3.292 | 50% | 3.22 |
3.292 | 50% | 3.221 |
3.292 | 50% | 3.221 |
3.29 | 50% | 3.219 |
3.29 | 45% | 3.209 |
3.29 | 40% | 3.204 |
从测试数据可以看出,初始状态,45%SOC和40%SOC的与50%SOC的电芯最大压差3mv,最小0mv。而通过本发明的检测方法,电压差异可以扩大至最小10mv和15mv,很容易就能从50%SOC的电芯中将SOC为40%和45%的电芯筛选出来。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1、待检测电池模组在一恒定温度中静置设定时间;
S2、给所述待检测电池模组上的BMS供电;
S3、对所述待检测电池模组进行瞬间大电流放电;
S4、读取所述瞬间大电流放电结束后设定时刻处的各电芯的电压,根据各电芯的电压差异性判断该待检测电池模组的电芯单体容量是否一致。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,步骤S1中,所述待检测电池模组的容量为40%~70%SOC。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,步骤S1中,所述恒定温度为20~40℃。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,步骤S1中,所述设定时间为12~24小时。
5.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,步骤S3中,所述瞬间大电流放电为1C~10C放电,放电时间5s~30s。
6.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,步骤S4中,所述设定时刻为第10ms~1000ms时。
7.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,步骤S4中,根据各电芯的电压差异性判断该待检测电池模组的电芯单体容量是否一致具体为:
判断是否存在某一电芯的电压与模组中单体电芯电压平均值的差值大于设定阈值,若是,则判定该待检测电池模组的电芯单体容量不一致。
8.根据权利要求7所述的磷酸铁锂电池模组中电芯单体容量一致性检测方法,其特征在于,所述设定阈值为5-10mv。
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