CN108470932A - 一种电池内阻及容量的快速筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池内阻及容量的快速筛选方法，用于对退役于新能源汽车且规格相同的电池单体进行快速筛选，包括：通过视检对多个电池单体进行外观检查，去除外观不合格的电池单体，得到外观合格的电池单体；将外观合格的电池单体放入并联设备中进行时间为tp的并联均衡，得到并联均衡后的电池单体；将并联均衡后的电池单体放入串联设备中进行时间为ts的串联充放电，记录串联充放电结束时刻的电池单体的电压，按照该电压对电池单体进行分类，并对分类后的电池单体进行容量抽样的精筛，得到精筛后的电池单体；对精筛后的电池单体进行容量计算，从而完成容量的筛选，并根据串联充放电结束时刻各电池单体的电压所发生的跳变来确定各电池单体的内阻。

Description

一种电池内阻及容量的快速筛选方法
技术领域
本发明属于电池筛选领域，具体涉及一种电池内阻及容量的快速筛选方法。
背景技术
随着我国新能源汽车销量的不断提高，2017年我国新能源汽车产销量接近80万辆，预计到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。若以平均每辆30kW时电池用量计，500万辆电动汽车在用电池1.5亿KW·h，以年10％报废率计，报废电池达0.15亿KW·h。这些报废电池虽然不能满足电动汽车使用要求，但仍可在对电池性能要求较低的场合继续使用，如储能电站。由于储能系统对电池的性能要求较电动汽车低，电动汽车报废的电池具备在储能系统尤其是小规模的分布储能系统继续使用的条件。通过这种梯次利用方式，可以延长电池使用寿命，降低动力锂电池全寿命周期成本。动力锂电池梯次利用技术，对于推动电动汽车行业的健康发展、储能系统的推广应用以及节能环保具有重要意义。
但在电池的加工制造的过程中不可避免的会产生一些差异，如受原材料及加工工艺的影响而造成的电池之间的差异。电池在循环使用过程中，由于其使用环境、循环次数的不同更进一步加深了电池的不一致性。电池的不一致性主要体现在容量、内阻、自放电等方面，在电池的实际使用过程中，往往是要进行串并联的，而串联电路往往会因为电池组的不一致性出现短板效应，比如在串联电池组放电过程中，当容量最低的电池单体的容量会最先放完，此时电池组将停止放电，而此时其他容量较高电池单体内的电量还未完全放出，如果继续进行放电将对容量较低的电池单体造成不可逆的伤害。在充电过程也发生着相似的短板效应。
因此为解决上述问题，在将电池组进行串并联使用之前应先对其进行一致性筛选，即将容量、内阻、自放电等参数一致的电池筛选出来，组成串并联电路使用，从而降低电池短板效应对整个电池组的影响。
但在实际的筛选过程中会遇到各种设备的数量及时间匹配问题，经常无法顺利完成流水作业，在电池筛选中又以电池的容量和自放电两个参数筛选比较困难，因为容量测试和自放电的测试要耗费大量的时间，因此需要设计一种针对内阻及容量筛选的过程中各设备数量及时间不匹配问题的快速筛选系统。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种电池内阻及容量的快速筛选方法。
本发明提供了一种电池内阻及容量的快速筛选方法，用于对退役于新能源汽车且规格相同的电池单体进行快速筛选，具有这样的特征，包括如下步骤：
步骤1，通过视检对多个电池单体进行外观检查，去除外观不合格的电池单体，得到外观合格的电池单体；
步骤2，将外观合格的电池单体放入并联设备中进行时间为tp的并联均衡，得到并联均衡后的电池单体；
步骤3，将并联均衡后的电池单体放入串联设备中对其进行时间为ts的串联充放电，并记录串联充放电结束时刻的电池单体的电压，按照该电压对电池单体进行分类，并对分类后的电池单体进行容量抽样的精筛，得到精筛后的电池单体；
步骤4，对精筛后的电池单体进行容量计算，从而完成容量的筛选，并根据串联充放电结束时刻各电池单体的电压所发生的跳变来确定各电池单体的内阻，
其中，步骤1中的视检的速度是Es Wh/s，
步骤2中，并联设备的均衡能力为tp*Es Wh/批次，
步骤3中，对并联均衡后的电池单体进行串联充放电的方法包括采用充放电机的充放电机法和采用対置DCDC的対置DCDC法。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中对并联均衡后的电池单体进行串联快速充放电采用充放电机法，该步骤3具体包括如下子步骤：
步骤3-1，将并联均衡后的电池单体放入多个串联设备，并利用多台充放电机以xC的倍率对串联的电池单体组进行串联充放电，充放电时间为ts；
步骤3-2，记录串联充放电结束时刻各电池单体的电压，并按照该电压对各电池单体进行分类；
步骤3-3，按照分类后的各电池单体进行抽样，抽样率为s，并使用多台充放电机进行容量测试，容量测试时间为tc，得到各电池单体的容量，
其中，步骤3-1中，多台充放电机的总功率为ts*Es Wh，
步骤3-3中，多台充放电机的总功率也为s*tc*Es Wh。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中对并联均衡后的电池单体进行串联快速充放电采用対置DCDC法，该步骤3具体包括如下子步骤：
步骤3-1，将并联均衡后的电池单体放入多个串联设备，并利用多台DCDC设备，每一台DCDC设备以xC的倍率使一侧串联的电池单体对另一侧串联的电池单体组进行充电，每一台DCDC设备在工作时，两侧串联的电池单体组一个在放电的同时另一个在充电，充放电时间为ts；
步骤3-2，记录充电部分的电池单体组的各电池单体的电压，并按照该电压对各电池单体进行分类，同时记录放电部分的电池单体组的各电池单体的电压，并按照该电压对各电池单体进行分类；
步骤3-3，按照分类分别对充电和放电的电池单体进行抽样，抽样率均为s，使用多台充放电机进行容量测试，容量测试时间为tc，得到各电池单体的容量，
其中，步骤3-1中，多台DCDC设备的总功率为s*tc*Es/2Wh，
步骤3-3中，多台充放电机的总功率为s*tc*Es Wh。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4包括如下子步骤：
步骤4-1，将t1时刻作为起始充放电时刻进行记录，将t2时刻作为结束充放电时刻进行记录，在充电结束时刻各电池单体的电压将向下跳变，在放电结束时刻各电池单体的电压将向上跳变；
步骤4-2，记录串联的电池单体组在t2时刻的各电池单体的电压为U-和U+，通过欧姆定律来获得各电池单体的内阻，即R＝ΔU/ΔI，其中ΔU＝|U--U+|，ΔI＝I，则各电池内阻为R＝|U--U+|；
步骤4-3，记录串联的电池单体组在充电结束时刻各电池单体所对应的的电压值U+为U，使得每个电池单体将获得其相应的电压值U，并根据串联充放电时所采用的不同的设备，将电压值U分为两种，并将其划分为多个小区间，在每个小区间内抽取一定数量的电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的代替方法来获得该小区间内未被抽样的电池单体的容量。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4-3中，串联充放电时采用的设备为充放电机，
容量测试及代替方法的过程为：将同一并联批次的各电池单体充放电结束时刻的电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]，在每个小区间内抽取一定数量的电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的方法来获得该小区间内未被抽样的电池单体的容量。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4-3中，串联充放电时采用的设备为対置DCDC，
容量测试及代替方法的过程为：将同一并联批次的所有电池单体充电结束时刻电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]；同时将同一并联批次的电池单体放电结束时刻电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]；则同一并联批次的电池单体将被分为2z个小区间，在每个小区间内抽取一定数量的电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的方法来获得该小区间内未被抽样的电池单体的容量。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量为1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
将小区间内未被抽样的各电池单体的容量均由容量已知的电池单体的容量C来代替。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量大于1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
步骤4-3-1，将已知的电池单体的电压U与容量C的关系进行拟合，从而获得电压U与容量C的函数关系式C＝f(U)；
步骤4-3-2，采用上述拟合后获得的关系式C＝f(U)，将小区间内未被抽样的电池单体的电压U代入关系式C＝f(U)从而依次计算未被抽样的各电池单体的容量。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量大于1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
将小区间内未被抽样的各电池单体的容量由已知的多个电池单体容量C的均值y来代替。
在本发明提供的电池内阻及容量的快速筛选方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量大于1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
步骤4-3-1，通过小区间内被抽样的各电池单体的的电压U和容量C来获得多个坐标点(U，C)；
步骤4-3-2，通过对多个坐标点(U，C)进行插值从而获得小区间内未被抽样的各电池单体的容量。
发明的作用与效果
本发明的电池内阻及容量的快速筛选方法结合了流水作业的特点，通过合理的设定每个设备的数量、每个设备所需的时间及每个设备所加装的电池单体的数量，可以有效地控制内阻、容量的筛选节拍，采用初筛加精筛的方式极大提高了筛选的速度，适合梯次电池等的大规模筛选，解决了筛选过程中设备数量及时间不匹配的问题。因此本发明的电池内阻及容量的快速筛选方法对电池单体快速筛选的设计及其它电池参数筛选具有重要的参考价值。
附图说明
图1是本发明的实施例中的电池单体的并联均衡示意图；
图2是本发明的实施例中的采用充放电机进行串联充放电的示意图；
图3是本发明的实施例中的采用対置DCDC进行串联充放电的示意图；
图4是本发明的实施例中的电池单体恒流充电过程中电压变化曲线示意图；
图5是本发明的实施例中的电池单体恒流放电过程中电压变化曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中的电池单体的并联均衡示意图，图2是本发明的实施例中的采用充放电机进行串联充放电的示意图，图3是本发明的实施例中的采用対置DCDC进行串联充放电的示意图。
本发明的一种电池内阻及容量的快速筛选方法，用于对退役于新能源汽车且规格相同的电池单体进行快速筛选，包括如下步骤：
步骤1，通过视检对多个电池单体进行外观检查，去除外观不合格的电池单体，得到外观合格的电池单体。
步骤1中的视检的速度是Es Wh/s。
步骤2，将外观合格的电池单体放入并联设备中进行时间为tp的并联均衡，得到并联均衡后的电池单体。
步骤2中，并联设备的均衡能力为tp*Es Wh/批次。
步骤3，将并联均衡后的电池单体放入串联设备中对其进行时间为ts的串联充放电，并记录串联充放电结束时刻的电池单体的电压，按照该电压对电池单体进行分类，并对分类后的电池单体进行容量抽样的精筛，得到精筛后的电池单体。
步骤3中，对并联均衡后的电池单体进行串联充放电的方法包括采用充放电机的充放电机法和采用対置DCDC的対置DCDC法。
采用充放电机时需要在打开PC机、上位机的情况下，电压采集器将实时采集各电池单体的电压并经上位机实时传给PC机，便于记录并储存各电池单体电压值。
在PC机通过上位机可以控制充放电机对正负极输出口输出不同工况的电流值，从而实现对图2中串联电池组进行不同工况的充放电。
采用对置DCDC时需要在打开PC机、上位机的情况下，电压采集器将实时采集两侧串联电池组中各电池单体的电压并经上位机实时传给PC机，便于记录并储存各电池单体电压值。
在PC机通过上位机可以控制对置DCDC可以使左侧串联电池组以不同工况下的电流对右侧串联电池组进行充电，也可以实现右侧串联电池组以不同工况下的电流对左侧串联电池组进行充电，从而实现对图3中两侧串联电池组相互充放电。
步骤3中对并联均衡后的电池单体进行串联快速充放电采用充放电机法，该步骤3具体包括如下子步骤：
步骤3-1，将并联均衡后的电池单体放入多个串联设备，并利用多台充放电机以xC的倍率对串联的电池单体组进行串联充放电，充放电时间为ts，其中xC的倍率指：若10安的电池若使用2.5安的电流进行充电，则将电池充满需要4个，此时所使用的的充电倍率即为1/4C或0.25C；
步骤3-2，记录串联充放电结束时刻各电池单体的电压，并按照该电压对各电池单体进行分类；
步骤3-3，按照分类后的各电池单体进行抽样，抽样率为s，并使用多台充放电机进行容量测试，容量测试时间为tc，得到各电池单体的容量，
步骤3-1中，多台充放电机的总功率为ts*Es Wh，
步骤3-3中，多台充放电机的总功率也为s*tc*Es Wh。
步骤3中对并联均衡后的电池单体进行串联快速充放电采用対置DCDC法，该步骤3具体包括如下子步骤：
步骤3-1，将并联均衡后的电池单体放入多个串联设备，并利用多台DCDC设备，每一台DCDC设备以xC的倍率使一侧串联的电池单体对另一侧串联的电池单体组进行充电，每一台DCDC设备在工作时，两侧串联的电池单体组一个在放电的同时另一个在充电，充放电时间为ts；
步骤3-2，记录充电部分的电池单体组的各电池单体的电压，并按照该电压对各电池单体进行分类，同时记录放电部分的电池单体组的各电池单体的电压，并按照该电压对各电池单体进行分类；
步骤3-3，按照分类分别对充电和放电的电池单体进行抽样，抽样率均为s，使用多台充放电机进行容量测试，容量测试时间为tc，得到各电池单体的容量，
步骤3-1中，多台DCDC设备的总功率为s*tc*Es/2Wh，
步骤3-3中，多台充放电机的总功率为s*tc*Es Wh。
此处容量筛选时，无论串联充放电使用何种设备，在容量抽测试时，所选用的抽样率相同，时间相同，因此容量测试所使用的充放电机的总功率是相同的。
只有串联时因为所使用的设备不同会造成其串联充放电机的总功率会有所差异，因此此处容量筛选时所用的充放电机总功率为：s*tc*Es Wh，与使用充放电机时的步骤3-3中的总功率相同。
步骤4，对精筛后的电池单体进行容量计算，从而完成容量的筛选，并根据串联充放电结束时刻各电池单体的电压所发生的跳变来确定各电池单体的内阻。
图4是本发明的实施例中的电池单体恒流充电过程中电压变化曲线示意图，图5是本发明的实施例中的电池单体恒流放电过程中电压变化曲线示意图。
步骤4包括如下子步骤：
步骤4-1，将t1时刻作为起始充放电时刻进行记录，将t2时刻作为结束充放电时刻进行记录，如图4所示，在充电结束时刻各电池单体的电压将向下跳变，如图5所示，在放电结束时刻各电池单体的电压将向上跳变；
步骤4-2，记录串联的电池单体组在t2时刻的各电池单体的电压为U-和U+，其中，U-为停止充放电前一时刻电压未发生跳变时各电池单体的电压值，U+为停止充放电后一时刻电压已发生跳变时各电池单体的电压值，通过欧姆定律来获得各电池单体的内阻，即R＝ΔU/ΔI，其中ΔU＝|U--U+|，ΔI＝I，则各电池内阻为R＝|U--U+|/I，；
步骤4-3，记录串联的电池单体组在充电结束时刻各电池单体所对应的的电压值U+为U，使得每个电池单体将获得其相应的电压值U，并根据串联充放电时所采用的不同的设备，将电压值U分为两种，并将其划分为多个小区间，在每个小区间内抽取一定数量的电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的代替方法来获得该小区间内未被抽样的电池单体的容量。
步骤4-3中，串联充放电时采用的设备为充放电机，
容量测试及代替方法的过程为：将同一并联批次的各电池单体充放电结束时刻的电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]，在每个小区间内抽取一定数量的电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的方法来获得该小区间内未被抽样的电池单体的容量。
步骤4-3中，串联充放电时采用的设备为対置DCDC，
容量测试及代替方法的过程为：将同一并联批次的所有电池单体充电结束时刻电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]；同时将同一并联批次的电池单体放电结束时刻电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]；则同一并联批次的电池单体将被分为2z个小区间，在每个小区间内抽取一定数量的电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的方法来获得该小区间内未被抽样的电池单体的容量。
步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量为1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
将小区间内未被抽样的各电池单体的容量均由容量已知的电池单体的容量C来代替。
步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量大于1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
步骤4-3-1，将已知的电池单体的电压U与容量C的关系进行拟合，从而获得电压U与容量C的函数关系式C＝f(U)；
步骤4-3-2，采用上述拟合后获得的关系式C＝f(U)，将小区间内未被抽样的电池单体的电压U代入关系式C＝f(U)从而依次计算未被抽样的各电池单体的容量。
步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量大于1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
将小区间内未被抽样的各电池单体的容量由已知的多个电池单体容量C的均值y来代替。
步骤4-3中，当小区间内被抽样的电池单体的数量大于1时，小区间内未被抽样的电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
步骤4-3-1，通过小区间内被抽样的各电池单体的的电压U和容量C来获得多个坐标点(U，C)；
步骤4-3-2，通过对多个坐标点(U，C)进行插值从而获得小区间内未被抽样的各电池单体的容量。
对图2和图3的充放电方式进行对比可知：
1)若选图2对同一并联批次N个单体进行串联充电，假设图2可以每次串联N个，且充电时间相同，则将获得N个充电后的电压值，然后再抽选部分单体进行容量实验。
若选用图3对同一并联批次N个单体进行串联，假设图3每次左侧可以串联N/2个单体，右侧每次也可串联N/2个电池单体。
若在PC机通过上位机控制对置DCDC使左侧串联N/2个电池单体对右侧串联N/2个电池单体进行充电，则左侧单体电压将会下降，而右侧的单体电压将会上升，因此将获得左侧电压较低的N/2个电池单体的电压，及右侧电压较高的N/2个电池单体的电压，因此不能将左侧N/2个放电电压与右侧N/2个充电电压放在一起进行下一步的分组抽样。因此需要将充电电压与放电电压分开进行分组抽样。
2)图2中的充放电机对串联电池组充电所需要的电流源需要外接，比如电网，因此需要消耗外界能量的输入，而图3中的对置DCDC是左右互充，不需要消耗外界能量，而是利用两侧电池本身的能量转换实现充放电。
实施例：
选择所筛选的动力型三元锂电池基本参数如表1所示，以100Wh/s的视检速度对多个电池单体进行外观检查，去除外观不合格的电池单体；
表1：动力型三元锂电池基本参数
然后对外观合格的电池单体进行并联均衡，通过并联设备将各电池单体的正极与正极相连，负极与负极相连，如图1所示，从而实现在并联均衡过程中，电压高的电池单体给电压低的电池单体进行充电，随着并联均衡的进行，各电池单体电压将逐渐趋于一致，每批次的电池单体并联均衡需要进行2h，则并联设备应满足720KWh/批次的均衡能力，均衡后各单体电压均相同为3.52V；
接着对并联均衡后的电池单体组进行串联充放电，选用充放电机对串联电池组进行充电，且充电时间为5min，充电倍率为1C，则该充放电机的设备功率和为30KWh。参照表1可知一个电池单体可做的功为121.875Wh，则上述一个并联批次可获得5907个单体的恒流充电结束时刻的电压。记录串联电池组在充电结束时刻各电池单体的电压为U-和U+，如图4所示，其中U-为停止充放电前一时刻电压未发生跳变时各电池单体的电压值，此时流过串联电池单体组各电池单体的电流I仍为1C；U+为停止充放电后一时刻电压已发生跳变时各电池单体的电压值，此时流过串联电池组各电池单体的电流为0，
则各单体电池的内阻可由欧姆定律获得，即R＝ΔU/ΔI，其中ΔU＝|U--U+|，ΔI＝1C，而由表1可知1C＝32.5Ah，所以ΔI＝32.5A，因此各单体内阻R＝|U--U+|/32.5。
将同一并联批次的5907个单体的电压U+记为U，其中Umin＝3.74V,Umax＝3.87V，然后将电压U[Umin，Umax]分为10等份，则每个小区间长度为0.013V，电压区间划分如表2所示。然后进行容量的精筛，精筛抽样率为5％，则进行容量测试时的充放电机的设备功率和为36KWh，即每一并联批次的精筛需抽样295个单体测试，且采用1C充放电倍率，时间为2h。因为同一并联批次单体被分为10个小区间，则每个小区间的抽样数量为小区间单体个数占并联批次单体个数的比重与精筛单体数量的乘积，经精筛后获得10个小区间所测电池单体容量的均值如表2所示:
表2
电压区间 单体数量 数量比重 抽样数量 平均容量
[3.74，3.753) 1300 0.22 65 31.8
[3.753，3.766) 715 0.121 36 31.3
[3.766，3.779) 662 0.112 33 30.12
[3.779，3.792) 620 0.104 31 29.75
[3.792，3.805) 567 0.096 28 28.19
[3.805，3.818) 549 0.093 27 26.66
[3.818，3.831) 425 0.072 21 25.23
[3.831，3.844) 419 0.071 21 24.29
[3.844，3.857) 354 0.060 18 23.86
[3.857，3.870] 296 0.05 15 20.26
则上述的一个并联批次未进行精筛单体的容量均由所在小区间内精筛单体容量的均值代表。
当采用対置DCDC时，在対置DCDC两侧分别连接一个串联电池单体组，则在対置DCDC的控制下实现左侧串联电池组对右侧串联电池组进行恒流充电，则右侧及左侧单体电压变化曲线分别如图3、4所示，右侧单体电量得到了补充所以电压程上升趋势。而左侧单体电量经放电减少，所以电压程下降趋势。如上所述，一个并联批次可获得5907个单体的恒流充放电结束时刻的电压，记录串联电池组在充放电结束时刻各电池单体的电压为U-和U+，如图3、4所示，其中U-为停止充放电前一时刻电压未发生跳变时各电池单体的电压值，此时流过串联电池单体组各电池单体的电流I仍为1C；U+为停止充放电后一时刻电压已发生跳变时各电池单体的电压值，此时流过串联电池组各电池单体的电流为0，
则各单体电池的内阻可由欧姆定律获得，即R＝ΔU/ΔI，其中ΔU＝|U--U+|，ΔI＝1C，而由表1可知1C＝32.5Ah，所以ΔI＝32.5A，因此各单体内阻R＝|U--U+|/32.5。
将同一并联批次的5907个单体的电压U+记为U，其中右侧单体的最小及最大电压分别为Umin＝3.74V、Umax＝3.87V,然后将右侧电压U[Umin，Umax]分为10等份，则每个小区间长度为0.013V，电压区间划分如表3所示；左侧单体最小及最大电压分别为Umin＝3.16V、Umax＝3.31V,按照上述同样的方法将左侧电压分为10等份，则每个小区间长度为0.015V，结果如表3所示。将左右两侧电压区间划分后进行容量的精筛，精筛抽样率为5％，则进行容量测试时的充放电机的设备功率和为36KWh，即每一并联批次的精筛需抽样295个单体测试，且采用1C充放电倍率，时间为2h。此时同一并联批次单体被分为20个小区间，则每个小区间的抽样数量为小区间单体个数占并联批次单体个数的比重与精筛数量的乘积，经精筛后获得20个小区间所测电池单体容量的均值如表3所示。
表3
则上述一个并联批次未进行精筛单体的容量也可由所在小区间内精筛单体容量的均值代表。
实施例的作用与效果
本实施例的电池内阻及容量的快速筛选方法结合了流水作业的特点，通过合理的设定每个设备的数量、每个设备所需的时间及每个设备所加装的电池单体的数量，可以有效地控制内阻、容量的筛选节拍，采用初筛加精筛的方式极大提高了筛选的速度，适合梯次电池等的大规模筛选，解决了筛选过程中设备数量及时间不匹配的问题。因此本实施例的电池内阻及容量的快速筛选方法对电池单体快速筛选的设计及其它电池参数筛选具有重要的参考价值。
上述实施方式为本发明的优选案例，本发明的保护范围并不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种电池内阻及容量的快速筛选方法，用于对退役于新能源汽车且规格相同的电池单体进行快速筛选，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，通过视检对多个所述电池单体进行外观检查，去除外观不合格的所述电池单体，得到外观合格的所述电池单体；
步骤2，将外观合格的所述电池单体放入并联设备中进行时间为tp的并联均衡，得到并联均衡后的所述电池单体；
步骤3，将并联均衡后的所述电池单体放入串联设备中对其进行时间为ts的串联充放电，并记录串联充放电结束时刻的所述电池单体的电压，按照该电压对所述电池单体进行分类，并对分类后的所述电池单体进行容量抽样的精筛，得到精筛后的所述电池单体；
步骤4，对精筛后的所述电池单体进行容量计算，从而完成容量的筛选，并根据串联充放电结束时刻各所述电池单体的电压所发生的跳变来确定各所述电池单体的内阻，
其中，所述步骤1中的所述视检的速度是Es Wh/s，
所述步骤2中，并联设备的均衡能力为tp*Es Wh/批次，
所述步骤3中，对并联均衡后的所述电池单体进行串联充放电的方法包括采用充放电机的充放电机法和采用対置DCDC的対置DCDC法。
2.根据权利要求1所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤3中对并联均衡后的所述电池单体进行串联快速充放电采用所述充放电机法，该步骤3具体包括如下子步骤：
步骤3-1，将并联均衡后的所述电池单体放入多个串联设备，并利用多台充放电机以xC的倍率对串联的电池单体组进行串联充放电，充放电时间为ts；
步骤3-2，记录串联充放电结束时刻各所述电池单体的电压，并按照该电压对各所述电池单体进行分类；
步骤3-3，按照分类后的各所述电池单体进行抽样，抽样率为s，并使用多台所述充放电机进行容量测试，容量测试时间为tc，得到各所述电池单体的容量，
其中，所述步骤3-1中，多台充放电机的总功率为ts*EsWh，
所述步骤3-3中，多台充放电机的总功率为s*tc*Es Wh。
3.根据权利要求1所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤3中对并联均衡后的所述电池单体进行串联快速充放电采用対置DCDC法，该步骤3具体包括如下子步骤：
步骤3-1，将并联均衡后的所述电池单体放入多个串联设备，并利用多台DCDC设备，每一台所述DCDC设备以x C的倍率使一侧串联的所述电池单体对另一侧串联的所述电池单体组进行充电，每一台所述DCDC设备在工作时，两侧串联的所述电池单体组一个在放电的同时另一个在充电，充放电时间为ts；
步骤3-2，记录充电部分的所述电池单体组的各所述电池单体的电压，并按照该电压对各所述电池单体进行分类，同时记录放电部分的所述电池单体组的各所述电池单体的电压，并按照该电压对各所述电池单体进行分类；
步骤3-3，按照分类分别对充电和放电的所述电池单体进行抽样，抽样率均为s，使用多台充放电机进行容量测试，容量测试时间为tc，得到各所述电池单体的容量，
其中，所述步骤3-1中，多台DCDC设备的总功率为s*tc*Es/2Wh，
所述步骤3-3中，多台充放电机的总功率为s*tc*Es Wh。
4.根据权利要求1所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4包括如下子步骤：
步骤4-1，将t1时刻作为起始充放电时刻进行记录，将t2时刻作为结束充放电时刻进行记录，在充电结束时刻各所述电池单体的电压将向下跳变，在放电结束时刻各所述电池单体的电压将向上跳变；
步骤4-2，记录串联的电池单体组在t2时刻的各所述电池单体的电压为U-和U+，通过欧姆定律来获得各所述电池单体的内阻，即R＝ΔU/ΔI，其中ΔU＝|U--U+|，ΔI＝I，则各所述电池内阻为R＝|U--U+|/I；
步骤4-3，记录串联的所述电池单体组在充电结束时刻各电池单体所对应的的电压值U+为U，使得每个所述电池单体将获得其相应的电压值U，并根据串联充放电时所采用的不同的设备，将所述电压值U分为两种，并将其划分为多个小区间，在每个所述小区间内抽取一定数量的所述电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的代替方法来获得该小区间内未被抽样的所述电池单体的容量。
5.根据权利要求4所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4-3中，串联充放电时采用的设备为所述充放电机，
所述容量测试及所述代替方法的过程为：将同一并联批次的各所述电池单体充放电结束时刻的电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]，在每个所述小区间内抽取一定数量的所述电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的方法来获得该小区间内未被抽样的所述电池单体的容量。
6.根据权利要求4所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4-3中，串联充放电时采用的设备为所述対置DCDC，
所述容量测试及所述代替方法的过程为：将同一并联批次的所有电池单体充电结束时刻电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]；同时将同一并联批次的所述电池单体放电结束时刻电压U[Umin,Umax]进行z等分，第i小区间为[Umin+(i-1)(Umax-Umin)/z，Umin+i(Umax-Umin)/z]；则同一并联批次的所述电池单体将被分为2z个小区间，在每个所述小区间内抽取一定数量的所述电池单体进行容量测试，从而获得容量值C，并通过预定的方法来获得该小区间内未被抽样的所述电池单体的容量。
7.根据权利要求4所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4-3中，当所述小区间内被抽样的所述电池单体的数量为1时，所述小区间内未被抽样的所述电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
将所述小区间内未被抽样的各所述电池单体的容量均由容量已知的所述电池单体的容量C来代替。
8.根据权利要求4所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4-3中，当所述小区间内被抽样的所述电池单体的数量大于1时，所述小区间内未被抽样的所述电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
步骤4-3-1，将已知的所述电池单体的电压U与容量C的关系进行拟合，从而获得电压U与容量C的函数关系式C＝f(U)；
步骤4-3-2，采用上述拟合后获得的所述关系式C＝f(U)，将所述小区间内未被抽样的所述电池单体的电压U代入所述关系式C＝f(U)从而依次计算未被抽样的各所述电池单体的容量。
9.根据权利要求4所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4-3中，当所述小区间内被抽样的所述电池单体的数量大于1时，所述小区间内未被抽样的所述电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
将所述小区间内未被抽样的各所述电池单体的容量由已知的多个所述电池单体容量C的均值y来代替。
10.根据权利要求4所述的电池内阻及容量的快速筛选方法，其特征在于：
其中，所述步骤4-3中，当所述小区间内被抽样的所述电池单体的数量大于1时，所述小区间内未被抽样的所述电池单体的容量的获得方法包括如下子步骤：
步骤4-3-1，通过所述小区间内被抽样的各所述电池单体的的电压U和容量C来获得多个坐标点(U，C)；
步骤4-3-2，通过对所述多个坐标点(U，C)进行插值从而获得所述小区间内未被抽样的各所述电池单体的容量。
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