CN108832209B - 线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于新能源汽车蓄电池领域，具体涉及一种线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法。依次测试单体电池的内阻值，剔除内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池；以电池箱为操作单位，依次对单体电容电池进行补液，由内阻值确定其补液量大小，并封口；对剔除的失效电池，更换与整车内阻匹配的备用电容型镍氢电池。本发明引入内阻指标替代传统的电压指标，使异常电池或失效电池更易判断；成本便宜，与常规称重、补液的密封电池，本发明可直接由内阻值判断快充型镍氢电池的补液量，省时、省力；维护效果明显，经本发明方法处理后的电容型镍氢电池其内阻值比处理前减小10％～60％；容量值比处理前增加5％～30％。

Description

线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法

技术领域

本发明属于新能源汽车蓄电池领域，具体涉及一种线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法。

背景技术

动力电池实际应用中，往往需要多节电池串联使用，以达到所需电压的要求，但由于电池的成组技术、电池的一致性等控制不好，随着电池组充放电循环次数的增加，电池间的差异会越来越大，影响电池组的使用寿命。二次电池，如铬镍电池、镍氢电池、锂离子电池、电容电池等，其失效是多因素综合作用的结果，与材料、制造工艺、工作环境温度以及使用习惯等都有关，由于使用过程中的充电恒压值过高、环境温度过高引致的过充电、个别电池的过放电等，都会使电池提前失效。

现有的密封动力电池进行维护，一般有两种方式:一种采用先拆除异常电池，再通过对异常电池查找原始注液记录、称重，并对异常电池补液、充电；这种传统维护方式存在过程繁琐，需拆箱、称重后才能补液，劳动强度较大、耗时较长、维护效率较低等缺点；另一种采样在线均衡手段，无需拆箱补液，操作简单、效率较高，但该法需要专业设备，设备成本较高，且不进行补液的情况下以电压为均衡基准的均衡效果较差。

此外，以上两种维护方式一般都采用电压手段，低于平均电压的电池进行充电、高于平均电压的电池进行放电处理，但电压作为电池劣化的指标的可靠性较差，特别是缺液情况下尤其如此，有时轻度劣化的电池其电压值正常而错失维护，进而影响电池使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，使异常电池或失效电池更易判断，成本便宜，可直接由内阻值判断快充型镍氢电池的补液量，省时、省力，维护效果明显。

本发明所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，包括以下步骤：

(1)依次测试单体电池的内阻值，剔除失效电池；

(2)对其余电池进行补液，针对电容电池的不同类型，由内阻值确定其补液量大小：

对200PA电容电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝ax+b，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，a＝195～205，b＝-120～-130；

对200P电容型镍氢电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝cx+d，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，c＝82～90，d＝-51～-60；

(3)以电池箱为操作单位，依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(2)得到的补液量相同，并封口；

(4)对剔除的失效电池，更换与整车内阻匹配的备用电容型镍氢电池。

其中：

步骤(1)中所述的失效电池为：内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的电池。

步骤(1)单体电池的内阻值测试条件为：温度为10～30℃，压力为0.9～1.1atm；atm为标准大气压，大气压的数值可用气压计测量。

步骤(1)为：把装配有电容型镍氢电池的整车电池包以箱为单位，运用单机交流内阻仪或在线内阻仪，串联起来的电池按照电池管理系统BMS记录的采集顺序，在温度10～30℃及0.9～1.1atm下依次测试单体电池的内阻值，并自动储存，剔除内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池。

步骤(3)补液的电解液为含氢氧化锂的氢氧化钾电解液，浓度为5％～30％，氢氧化锂占电解液总量的1-5％。

步骤(3)为：以电池箱为操作单位，开启电池安全阀，采样自动注液机或注液器依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(2)得到的补液量相同，并封口。

本发明依次测试单体电池的内阻值，对内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池直接剔除，对其余电池进行补液。

作为一种优选的技术方案，本发明所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，步骤如下：

(1)把装配有电容型镍氢电池的整车电池包以箱为单位，运用单机交流内阻仪或在线内阻仪，串联起来的电池按照电池管理系统BMS记录的采集顺序，在温度10～30℃及0.9～1.1atm下依次测试单体电池的内阻值，并自动储存，剔除内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池；

(2)对剔除失效电池后的其余电池进行补液，针对电容电池的不同类型，由内阻值确定其补液量大小：

对200PA电容电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝ax+b，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，a＝195～205，b＝-120～-130；

对200P电容型镍氢电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝cx+d，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，c＝82～90，d＝-51～-60；

(3)以电池箱为操作单位，开启电池安全阀，采样自动注液机或注液器依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(2)得到的补液量相同，并封口；

(4)对剔除的失效电池，更换与整车内阻匹配的备用电容型镍氢电池。

在使用快充型动力电池、在线路运营车辆的特殊场所，本发明提供一种维护效率高、操作简便、廉价实用的电容电池快速维护方法，该方法以内阻为基准指标，替代传统的电压指标，因为内阻受包括物理连接、电解液、离子导电性和电极表面的活性物质的活性三方面因素的影响，内阻的变化可以当做电池性能变化的指示，因此内阻的异常变化可视为电池性能异常的表征。此外，对快充电容型镍氢电池来说，极板、隔膜的老化基本是渐变的，但电解液的损失会大幅影响电容型镍氢电池内阻的数值，其补液量与内阻变化区间统计概率分布存在一定对应关系。所以，根据内阻值与其补液量的对应关系，本发明通过测试快充电容型镍氢电池的内阻值就可近似确定其补液量及补加电解液的浓度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明引入内阻指标替代传统的电压指标，使异常电池或失效电池更易判断。因为电池老化和失效后突出的表现为内阻增大，因此测试电池内阻就可以快速判断出电池的老化程度。

(2)本发明成本便宜，与常规称重、补液的密封电池，本发明可直接由内阻值判断快充型镍氢电池的补液量，省时、省力；与常规以压差为基础的在线均衡的密封电池相比，失液是影响快充电容型镍氢电池及其它快充密封动力电池的关键因素，采用贵重的在线均衡设备维护该种情况效果不好。

(3)本发明维护效果明显，经本发明方法处理后的电容型镍氢电池其内阻值比处理前内阻值减小10％～60％；容量值比处理前增加5％～30％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，选取线路运营中装配有200PA的快充型电容电池实施维护，具体实施方式如下：

(1)把装配有电容型镍氢电池的整车电池包以箱为单位，运用单机交流内阻仪或在线内阻仪，串联起来的电池按照电池管理系统BMS记录的采集顺序，在温度20℃及1atm下依次测试单体电池的内阻值，并自动储存。

(2)剔除失效电池。根据测试储存的内阻值，确定内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池位置，并剔除该失效电池。

(3)参照电容型镍氢电池的不同类型及测试数值大小，与经验数据进行比较，最终选择浓度为10％的含氢氧化锂的氢氧化钾电解液，氢氧化锂占电解液总量的1％。

(4)与经验数据进行比较，针对电容电池的不同类型、极柱的不同，由内阻值高概率确定其补液量大小。

对200PA电容电池，其补液量与内阻值统计概率对应关系如下：y＝200x-130，其中y为注液量g，x为内阻值mΩ；其主要区间点的对应关系值如表1所示：

表1

内阻值mΩ	补液量g
		0.85	40
0.90	50
		1.00	70
1.10	90
		1.20	110

(5)以电池箱为操作单位，开启电池安全阀，采样自动注液机或注液器根据存储的内阻数据转化的补液量依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(4)得到的补液量相同，并封口。

(6)更换备用电容型镍氢电池。对剔除的失效电池，需更换合适的备用电容型镍氢电池，即从合适的容量备用电池库中选择与整车内阻匹配的电池。

经上述步骤维护后的电容型镍氢电池，其异常电池内阻较维护前最大可减小50％、容量比维护前最高可提升30％。

实施例2

一种线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，选取线路运营中装配有200P的快充型电容电池实施维护，具体实施方式如下：

(1)把装配有电容型镍氢电池的整车电池包以箱为单位，运用单机交流内阻仪或在线内阻仪，串联起来的电池按照电池管理系统BMS记录的采集顺序，在温度20℃及1atm下依次测试单体电池的内阻值，并自动储存。

(2)剔除失效电池。根据测试储存的内阻值，确定内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池位置，并剔除该失效电池。

(3)参照电容型镍氢电池的不同类型及测试数值大小，与经验数据进行比较，选择浓度为15％的含氢氧化锂的氢氧化钾电解液，氢氧化锂占电解液总量的2％。

(4)与经验数据进行比较，针对电容电池的不同类型、极柱的不同，由内阻值高概率确定其补液量大小。

对200P电容电池，其补液量与内阻值统计概率对应关系如下：y＝85.98x-55.6，其中y为注液量g，x为内阻值mΩ；其主要区间点的对应关系值如下下表所示：

表2

内阻值mΩ	补液量g
		0.75	10
0.90	20
		1.00	30
1.10	40

(5)以电池箱为操作单位，开启电池安全阀，采样自动注液机或注液器根据存储的内阻数据转化的补液量依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(4)得到的补液量相同，并封口。

(6)更换备用电容型镍氢电池。对剔除的失效电池，需更换合适的备用电容型镍氢电池，即从合适的容量备用电池库中选择与整车内阻匹配的电池。

经上述步骤维护后的电容型镍氢电池，其异常电池内阻较维护前最大可减小30％、容量比维护前最高可提升20％。

Claims (7)

1.一种线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)依次测试单体电池的内阻值，剔除失效电池；

(2)对其余电池进行补液，针对电容电池的不同类型，由内阻值确定其补液量大小：

对200PA电容电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝ax+b，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，a＝195～205，b＝-120～-130；

对200P电容型镍氢电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝cx+d，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，c＝82～90，d＝-51～-60；

(3)以电池箱为操作单位，依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(2)得到的补液量相同，并封口；

(4)对剔除的失效电池，更换与整车内阻匹配的备用电容型镍氢电池。

2.根据权利要求1所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：步骤(1)中所述的失效电池为：内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的电池。

3.根据权利要求1所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：步骤(1)单体电池的内阻值测试条件为：温度为10～30℃，压力为0.9～1.1atm。

4.根据权利要求1所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：步骤(1)为：把装配有电容型镍氢电池的整车电池包以箱为单位，运用单机交流内阻仪或在线内阻仪，串联起来的电池按照电池管理系统BMS记录的采集顺序，在温度10～30℃及0.9～1.1atm下依次测试单体电池的内阻值，并自动储存，剔除内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池。

5.根据权利要求1所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：步骤(3)补液的电解液为含氢氧化锂的氢氧化钾电解液，浓度为5％～30％，氢氧化锂占电解液总量的1-5％。

6.根据权利要求1所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：步骤(3)为：以电池箱为操作单位，开启电池安全阀，采样自动注液机或注液器依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(2)得到的补液量相同，并封口。

7.根据权利要求1-6任一所述的线路运营车辆中快充电容型镍氢电池的简易维护方法，其特征在于：步骤如下：

(1)把装配有电容型镍氢电池的整车电池包以箱为单位，运用单机交流内阻仪或在线内阻仪，串联起来的电池按照电池管理系统BMS记录的采集顺序，在温度10～30℃及0.9～1.1atm下依次测试单体电池的内阻值，并自动储存，剔除内阻值高于该类型新电池的平均内阻值200％的失效电池；

(2)对剔除失效电池后的其余电池进行补液，针对电容电池的不同类型，由内阻值确定其补液量大小：

对200PA电容电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝ax+b，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，a＝195～205，b＝-120～-130；

对200P电容型镍氢电池，其补液量与内阻值对应关系如下：

y＝cx+d，其中y为补液量、单位为g，x为内阻值、单位为mΩ，c＝82～90，d＝-51～-60；

(3)以电池箱为操作单位，开启电池安全阀，采样自动注液机或注液器依次对单体电容电池进行补液，补液量与步骤(2)得到的补液量相同，并封口；

(4)对剔除的失效电池，更换与整车内阻匹配的备用电容型镍氢电池。