CN109324297A - 一种电池组一致性分析的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池组一致性分析的方法,包括：将电池包按照预定电流充电至预定电压，并采用电池包均衡模块将电池组内单体电芯电压保持一致，并静置2个小时；将电池包按照所述预定电流放电至预定时间t，并将电池包静置2小时；对电池包内放电过程中每个电池模组的电压数据和对每个电池模组内放电过程中每个单体电芯的电压数据进行分析，计算电压数据的标准差，并按照电压离散程度进行排序；将电芯电压值，分别通过查SOC‑OCV表获得对应的SOC值，并计算出每节电池对应的SOC变化量，根据SOC变化量计算每节电池容量值；按照电压离散度及电池容量将电池模组和单体电芯进行分级；将所述电压离散度高于一定值的模组则将电池模组拆解成电芯单体择优使用。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域，尤其涉及到一种电池组一致性分析的方法。
背景技术
未来随着新能源汽车的蓬勃发展，预计在2030年仅中国的可利用二次电池的总电量可达到100GWh。当汽车电池容量下降到80％以下时，不再适合在电动汽车上继续使用。如果直接将电池淘汰，会造成资源的浪费和环境的污染。为了避免这种资源的浪费和环境的污染的情况发生，动力电池梯次利用是降低电池总成本的有效方式。动力电池梯次利用，高效回收迫在眉睫，但是动力电池回收处理技术是尚未解决的技术难点之一。当前电动汽车的行驶工况，养护情况差别较大，退役后的电池性能参差不齐，电池从电动汽车退役到储能应用，还面临很多技术问题。如退役电池状态检测与分类、一致性和再重组等问题，其中退役电池的快速状态分析及分类，将是首要解决的问题。电池单体之间存在容量、内阻和电压等多个参数的差异，如何筛选成组成为一个关键性问题。
发明内容
本发明的目的在于，解决退役电池的快速状态分析及分类问题，以便于电池按照类别进行使用，本发明简单、实用、成本低，节省时间。
为实现上述目的，本发明提供了一种电池组一致性分析的方法,包括以下步骤：
将电池包按照预定电流充电至预定电压，并采用电池包均衡模块将电池组内电芯电压保持一致，并静置2个小时；
将电池包按照所述预定电流放电至预定时间t，并将电池包静置2小时；对于每个电池模组内放电过程中每个电芯的电压数据进行分析，计算电压数据的标准差，并按照电压离散程度进行排序；
将前后静置2小时的电芯电压值，分别通过查SOC-OCV表获得对应的SOC值，并计算出每节电池对应的SOC变化量，根据SOC变化量计算每节电池容量值；
按照电压离散度及电池容量将电池模组进行分级；按照等级分类使用，所述电压离散度高于一定值的模组则将电池模组拆解成电芯单体择优使用。
优选地，通过电池的等效电路模型分析电池成组筛选指标；所述电池成组筛选指标采用电池最大可用容量、欧姆内阻、极化内阻和平台电压；由于各指标之间的非相关性，使用层次分析法构建判断矩阵，计算得出容量、欧姆内阻、极化内阻和平台电压的权重比例。对相关数据归一化并加权处理后，使用K均值K-means聚类方法进行聚类分组，对选定电池进行重新成组。对于磷酸铁锂电池，则将最能反映电池电压综合水平的平台电压也加入为成组筛选指标。
本发明提供的一种电池组一致性分析的方法，主要将健康状态低于动力电池标志的电池组(退役电池)进行一致性分析，根据电池性能对电芯进行分类，便于电池梯次利用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电池组一致性分析的方法流程示意图；
图2为通过图1方法获得的电池聚类结果示意图。
具体实施方式
通过以下结合附图以举例方式对本发明的实施方式进行详细描述后，本发明的其他特征、特点和优点将会更加明显。
图1为本发明实施例提供的一种电池包荷电状态的计算方法流程示意图。如图1所示，电池包荷电状态的计算方法,包括以下步骤：
步骤一，将电池包按照预定电流充电至预定电压，并采用电池包均衡模块将电池组内单体电芯电压保持一致，并静置2个小时；预定电流可以设置为0.5C，C为电池倍率，指的是在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数。预定电压可以设置为4.1V。
将电池包按照所述预定电流放电至预定时间t，并将电池包静置2小时；对电池包内放电过程中每个电池模组的电压数据和对每个电池模组内放电过程中每个单体电芯的电压数据进行分析，计算电压数据的标准差，并按照电压离散程度进行排序；预定电流也可以设置为0.5C。
将前后静置2小时的电芯电压值，分别通过查SOC-OCV表获得对应的SOC值，并计算出每节电池对应的SOC变化量，根据SOC变化量计算每节电池容量值。SOC-OCV表为开路电压与SOC关系表(如表1所示)。
表1SOC-OCV表
优选地，每节电池容量值通过以下公式计算：
Cell_Capacity＝Delta_SOC/(Current*t)；
其中，Cell_Capacity为每节电池容量值，Delta_SOC为每节电池对应的SOC变化量。
按照电压离散度及电池容量将电池模组和单体电芯进行分级(如表2所示)；将电池包中不同等级的电池模组按照等级进行分类使用，将所述电压离散度高于一定值的模组则将电池模组拆解成电芯单体择优使用。
表2电池分类等级
需要说明的是，上述各步骤需要保证电池环境温度一致。
本发明实施例可以通过电池的等效电路模型分析电池成组筛选指标；所述电池成组筛选指标采用电池最大可用容量、欧姆内阻、极化内阻和平台电压；由于各指标之间的非相关性，使用层次分析法构建判断矩阵，计算得出最大可用容量、欧姆内阻、极化内阻和平台电压的权重比例。对相关数据归一化并加权处理后，使用K均值K-means聚类方法进行聚类分组，K-means算法的基本思想是:以空间中k个点为形心进行聚类，对最靠近他们的对象归类。通过迭代的方法，逐次更新各簇的形心的值，直至得到最好的聚类结果。对选定电池进行重新成组。对于磷酸铁锂电池，则将最能反映电池电压综合水平的平台电压也加入为成组筛选指标。
本发明实施例通过以下公式可将数据归一化到[-1,1]内。
本发明实施例提供的一种电池组一致性分析的方法，主要将健康状态低于动力电池标志的电池组(退役电池)进行一致性分析，根据电池性能对电芯进行分类，便于电池梯次利用。需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明的结构及其工作效果，而并不用作限制本发明的保护范围。本领域内的普通技术人员在不违背本发明思路及结构的情况下对上述实施例进行的调整或优化，仍应视作为本发明权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种电池组一致性分析的方法,其特征在于，包括以下步骤：
将电池包按照预定电流充电至预定电压，并采用电池包均衡模块将电池组内单体电芯电压保持一致，并静置2个小时；
将电池包按照所述预定电流放电至预定时间t，并将电池包静置2小时；对电池包内放电过程中每个电池模组的电压数据和对每个电池模组内放电过程中每个单体电芯的电压数据进行分析，计算电压数据的标准差，并按照电压离散程度进行排序；
将前后静置2小时的电芯电压值，分别通过查SOC-OCV表获得对应的SOC值，并计算出每节电池对应的SOC变化量，根据SOC变化量计算每节电池容量值；
按照电压离散度及电池容量将电池模组和单体电芯进行分级；将电池包中不同等级的电池模组按照等级进行分类使用，将所述电压离散度高于一定值的模组则将电池模组拆解成电芯单体择优使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电池的等效电路模型分析电池成组筛选指标；所述电池成组筛选指标采用电池最大可用容量、欧姆内阻、极化内阻和平台电压；由于各指标之间的非相关性，使用层次分析法构建判断矩阵，计算得出电池最大可用容量、欧姆内阻、极化内阻和平台电压的权重比例；对相关数据归一化并加权处理后，使用K均值K-means聚类方法进行聚类分组，对选定电池进行重新成组。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对磷酸铁锂电池，则将最能反映电池电压综合水平的平台电压也加入为成组筛选指标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定电流为0.5C，其中，C为电池倍率，指的是在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定电压为4.1V。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每节电池容量值通过以下公式计算：
Cell_Capacity＝Delta_SOC/(Current*t)；
其中，Cell_Capacity为每节电池容量值，Delta_SOC为每节锂离子电池对应的SOC变化量，t为充放电时间。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤需要保证电池环境温度一致。
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