CN109092717B - 一种动力电池组故障模块的判定方法 - Google Patents

一种动力电池组故障模块的判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力电池组故障模块的判定方法，包括如下步骤：检测静止状态下动力电池组总电压值和各串联模块的电压值；获取动力电池组SOC状态；根据动力电池组电芯SOC状态，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过阈值时，判断为故障模块，更换模块或进行均衡。根据动力电池组SOC状态进行故障模块筛选，减少电池组故障的误判，实现动力电池组故障的可靠诊断，避免动力电池组不必要的反复维修，节约维修成本。

Description

一种动力电池组故障模块的判定方法
技术领域
本发明涉及动力电池组领域，具体涉及一种动力电池组故障模块的判定方法。
背景技术
在电动汽车运行过程中，需要由单体电池以串并联方式组成模块，各模块进行连接后形成一个电池组满足车辆运行过程中动力的需求。由于电池组中单体电池多，其一致性不稳定会严重影响电池组容量、能量、压差、续航里程、使用寿命，进而影响用户在使用过程的体验。当电池组中某一模块出现故障将直接导致电池组续航里程的下降甚至不能使用，而如何准确可靠地对动力电池组进行故障诊断并相应地采取维修措施是电动汽车正常使用的保证。
目前，在进行动力电池组故障诊断时，需要对电池组进行充放电，在电池组SOC状态为100％或者0％时进行模块确认筛选出1～2个故障模块，在充电末端或者放电末端进行电池不一致性区分，该方法局限性较大，费时费力，严重影响电池组维修时间。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的不足，公开了一种动力电池组故障模块的判定方法，根据动力电池组的SOC状态判断出故障模块，更换故障模块或进行均衡。
本发明为了达到上述目的，采用以下技术方案：
一种动力电池组故障模块的判定方法，包括如下步骤：
(1)检测静止状态下动力电池组总电压值和各串联的模块的电压值，根据动力电池组总电压值获得动力电池组平均电压值；
(2)获取动力电池组SOC状态；
(3)根据动力电池组SOC状态获得阈值，判定各模块的电压值与动力电池组平均电压值的差值，当该差值超过阈值时，则判断该模块为故障模块，更换模块或进行均衡。
进一步方案，所述动力电池组的电芯为磷酸铁锂体系电芯。
进一步方案，所述的动力电池组平均电压值为动力电池组总电压值除以动力电池组串联模块的个数。
进一步方案，所述的动力电池组SOC状态是根据动力电池组的SOC-OCV曲线，参照OCV值来判定的，其中所述的OCV值为所述的动力电池组平均电压值。
优选的，所述SOC-OCV曲线测试方法为1C充至3.65V，截止电流0.05C；以1C放电调整SOC状态，每隔10％SOC，静置1h，记录OCV值，最后以SOC状态作为横坐标、OCV值作为纵坐标画出SOC-OCV曲线。
进一步方案，步骤(4)中所述的动力电池组在SOC≥0％的情况下，当所述差值超过阈值时，则判定模块故障，更换模块或进行均衡。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
现阶段维修技术需要在电池组SOC状态为100％或者0％时进行模块确认筛选出1～2个故障模块。本发明是根据动力电池组SOC状态的不同进行故障模块筛选，根据动力电池组SOC状态获得阈值，再根据阈值针对多个故障模块进行更换或维修。减少电池组故障的误判，实现动力电池组故障的可靠诊断，节约了电池维修时间，减少了电池组的二次返修率，节约维修成本。
附图说明
图1为本发明动力电池组故障模块的判定方法的流程示意图。
图2为本发明中动力电池组在25℃的SOC-OCV曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。
参照图1所示，本发明公开的一种动力电池组故障模块的判定方法，其中，电池单体并联组成模块，模块串联组成电池组，利用串联模块间压差过大判定故障模块，包括以下步骤：(1)检测静止状态下，动力电池组总电压值和各串联模块电压值；(2)获取动力电池组SOC状态；(3)根据动力电池组SOC状态获得阈值，模块电压值与动力电池组平均电压值差值超过阈值时，判断为故障模块，更换模块或进行均衡。
具体的，检测静止状态下，动力电池组总电压值和各模块的电压值，需要注意的是，电压值的检测为本领域技术人员都知晓的常规检测，这里的动力电池组所用为磷酸铁锂体系电芯，然后根据动力电池组总电压值获得动力电池组平均电压值，这里所述的平均电压值为动力电池组总电压值除以动力电池组串联模块的个数；接着获取动力电池组SOC状态，这里的动力电池组SOC状态是通过据动力电池组的SOC-OCV曲线，参照OCV值来判定的，这里的OCV值即为动力电池组平均电压值。具体的，SOC-OCV曲线测试方法为1C充至3.65V，截止电流0.05C；以1C放电调整SOC状态，每隔10％SOC，静置1h，记录OCV值。最后以SOC状态作为横坐标、OCV值作为纵坐标画出SOC-OCV曲线。在相应的动力电池组SOC状态下，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过阈值时，判断为故障模块，更换模块或进行均衡。具体的，阈值是根据动力电池组SOC状态确定的，不同的动力电池组SOC状态下，其阈值不同。在SOC状态为≥0％的情况下，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过阈值时，更换模块或进行均衡。
下面以常温为例，对本发明中所述的动力电池组故障模块的判定方法进行清楚的说明。根据动力电池组SOC状态，判断故障模块，更换模块或进行均衡。本实施例中的动力电池组由48个模块串联形成，电池组所用电芯为磷酸铁锂体系电芯。
其中，图2中所示为动力电池组在常温时的SOC-OCV曲线，该曲线采用SOC-OCV测试方法：1C充电至3.65V，截止电流0.05C；以1C放电调整SOC状态，每隔10％SOC，静置1h，记录OCV值。最后以SOC状态作为横坐标、OCV值作为纵坐标画出SOC-OCV曲线。
检测静止状态下动力电池组总电压值和各模块电压值，根据动力电池组总电压值获得动力电池组平均电压值，即为OCV值；然后参照OCV值，并根据图2中所述的SOC-OCV曲线来判定此时动力电池组SOC状态，最后根据动力电池组SOC状态来确定阈值，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过阈值时，确认为故障模块，更换模块或进行均衡。
具体的，SOC≥90％，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过0.25V时，判定该模块重度故障，需要更换模块；当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值介于0.1V～0.25V之间时，判定该模块轻度故障，需要进行模块补电。
90％＞SOC≥20％，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过0.5V时，判定该模块重度故障，需要更换模块。特别的，该情况下更换模块后需在将该动力电池组进行放电，在放电末端再次确认其他模块是否异常。
20％＞SOC≥10％，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过0.3V时，判定该模块重度故障，需要更换模块；当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值介于0.15V～0.3V之间时，判定该模块轻度故障，需要进行模块补电。
10％＞SOC＞0％，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过0.5V时，判定该模块重度故障，需要更换模块；当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值介于0.25V～0.5V之间时，判定该模块轻度故障，需要进行模块补电。
SOC＝0％，当模块电压值与动力电池组平均电压值的差值超过1V时，判定该模块重度故障，需要直接更换模块。
根据动力电池组SOC状态，进行模块筛选，确认出故障模块，对模块进行更换或维修。另需注意的是，本领域技术人员应当知晓以上实施方式中阈值为本领域技术人员可以获得的经验值。本发明可以实现动力电池组故障的可靠诊断，减少电池组故障的误判，避免电池组不必要的反复维修，节约维修成本。
上述的对实施方式的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施方式做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施方式中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施方式，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种动力电池组故障模块的判定方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)检测静止状态下动力电池组总电压值和各串联的模块的电压值，根据动力电池组总电压值获得动力电池组平均电压值；
(2)获取动力电池组SOC状态，所述的动力电池组SOC状态是根据动力电池组的SOC-OCV曲线，参照OCV值来判定的，其中所述的OCV值为所述的动力电池组平均电压值；
(3)根据动力电池组SOC状态获得阈值，判定各模块的电压值与动力电池组平均电压值的差值，当该差值超过阈值时，则判断该模块为故障模块，更换模块或进行均衡。
2.如权利要求1所述的判定方法，其特征在于：所述动力电池组的电芯为磷酸铁锂体系电芯。
3.如权利要求1所述的判定方法，其特征在于：所述的动力电池组平均电压值为动力电池组总电压值除以动力电池组串联模块的个数。
4.如权利要求1所述的判定方法，其特征在于：所述SOC-OCV曲线测试方法为1C充至3.65V，截止电流0.05C；以1C放电调整SOC状态，每隔10％SOC，静置1h，记录OCV值，最后以SOC状态作为横坐标，OCV值作为纵坐标画出SOC-OCV曲线。
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