CN109444764A - 一种能量互换型动力电池评估检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了能量互换型动力电池评估检测方法，属于动力电池化成与分容检测技术领域。本发明先将待评估检测的电池等分成两组；然后对一组电池进行充电至满、对另一组电池进行放电至空，其中的能量交换由放电的该组电池提供给充电的该组电池；再对充满电的该组电池放电至空、对放空电的该组电池充电至满，其中的能量交换由充满电的该组电池提供放空电的该组电池，记录每组每只电池的评估检测数据；重复上一步骤至少三次。本发明通过锂电池和锂电池之间进行能量互换的方式完成动力电池的充放电过程，在充放电过程中获得评估检测数据，比常规的充放电循环节约近80％的能量。
Description
技术领域
本发明属于动力电池化成与分容检测技术领域，具体涉及一种能量互换型动力电池评估检测方法。
背景技术
动力电池是指为工具提供动力的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车等提供动力的蓄电池。通常当电动汽车的动力电池剩余容量降低到初始容量的70％-80％时，便无法满足车载的使用要求。退役的动力电池经过测试、筛选、重组等环节，仍然有能力用于低速电动车、备用电源、电力储能等运行工况相对良好、对电池性能要求较低的领域。动力电池的回收再利用是动力电池产业链形成闭环的关键环节，在环境保护、资源回收和提高动力电池全寿命周期价值等方面都具有重要价值。
然而，动力电池的梯次利用在国内仍属于新兴行业，目前市场上对梯次电池的评估检测也处于研究阶段。而对新电池的检测甚至分选，国内电池厂家一般采用化成设备来完成，化成设备可以智能完成电池的充放电循环，从而判断电池的充放电容量，完成电池的检测。据查，国外相关梯次电池的评估检测也处于研究阶段，也没有相关的方案及技术。
常用的动力电池技术指标有：荷电状态(SOC)、内阻、容量、循环寿命和一致性。车用动力电池经过3-5年的使用，退役时其容量、电压、内阻等都有了或大或小的差异，梯次利用配组时需要对退役的电池进行全面的评估。为了对退役电池的评估检测，通常要在对锂电池进行充放电循环过程中获得相应的动态参数，从而通过计算或其他方法得出其主要的技术指标，作为动力锂电池梯次利用的依据。
现有锂电池的充放电方法一般分为能耗型和回馈型两种。能耗型的充电过程靠交流电提供能量来源，放电环节则是直接进行负载放电，按锂电池迅速增长的数量来衡量，这种方式将会造成不可估量的能量消耗。回馈型通常采用的技术为充电过程利用交流电提供能量来源，放电过程则是通过将直流逆变成交流回馈至电网的方式节约大约40％左右的能量，能量消耗仍然很高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种节能的能量互换型动力电池评估检测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种能量互换型动力电池评估检测方法，包括以下步骤：
(1)将待评估检测的电池等分成两组；
(2)对一组电池进行充电至满、对另一组电池进行放电至空，其中的能量交换由放电的该组电池提供给充电的该组电池；
(3)对充满电的该组电池放电至空、对放空电的该组电池充电至满，其中的能量交换由充满电的该组电池提供放空电的该组电池，记录每组每只电池的评估检测数据；
(4)重复至少三次步骤(3)。
如上所述的评估检测方法，其中，在对两组电池进行充放电过程中，能量不足的由备用电池组补足，多余的能量也由备用电池组吸收。
如上所述的评估检测方法，其中，所述每组每只电池的评估检测数据包括放电过程中的电流与时间，充电过程中电压、电流。
如上所述的评估检测方法，其中，所述方法在步骤(4)之后还包括如下步骤：
(5)对两组电池中每只电池充电或放电至每只电池都满足设定容量；
(6)按照一致性匹配原则对锂电池进行配组。
如上所述的评估检测方法，其中，所述设定容量为电池原始容量的60％-80％。
如上所述的评估检测方法，其中，所述一致性包括电压一致性、容量一致性和内阻一致性。
本发明所述方法，通过锂电池和锂电池之间进行能量互换的方式完成动力电池的充放电过程，在充放电过程中获得评估检测数据，比常规的充放电循环节约近80％的能量。在动力电池的梯次利用中，可以最大限度地利用梯次电池的剩余寿命，使车用动力电池退役后剩余能量能够被充分的利用，减少了碳排放和环境污染，响应了国家在绿色经济、循环经济、低碳经济等的刚性需求，同时也有很好的经济效益和社会效益。本发明同时还适用于新电池的化成检测。
附图说明
图1是具体实施方式中能量互换型动力电池评估检测方法的结构框图；
图2是具体实施方式中两组电池能量互换的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心技术是锂电池和锂电池之间进行能量互换，在能量互换过程中完成动力电池的评估检测。即通过能量互换的方式完成动力电池的充放电过程，对充放电过程的数据(电压、电流、温度、内阻)分析计算出电池的SOC、SOH等参数，从而按照一定原则对动力电池进行评估、筛选和配组。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1所示，本实施方式中能量互换型动力电池评估检测方法，包括以下步骤：
(1)将待评估检测的电池等分成两组。
(2)对一组电池进行充电至满、对另一组电池进行放电至空，其中的能量交换由放电的该组电池提供给充电的该组电池。能量不足的由备用电池组补足，多余的能量也由备用电池组吸收。
(3)对充满电的该组电池放电至空、对放空电的该组电池充电至满，其中的能量交换由充满电的该组电池提供放空电的该组电池。能量不足的由备用电池组补足，多余的能量也由备用电池组吸收。在充放电过程中记录每组每个电池的评估检测数据。
(4)重复至少三次步骤(3)，使每只电池都至少进行了两次全充全放。
(5)对两组电池中每个电池充电或放电至每个电池都满足设定容量。优选的，设定容量为原始容量的60％-80％。
(6)按照一致性匹配原则对锂电池进行配组。所述一致性包括电压一致性、容量一致性和内阻一致性。
实施例
本实施例中假设有一批锂电池组，内有标称容量为100Ah的动力电池100只，需要将所有拆解下来的锂电池进行评估检测。将100只电池随机分成两组，每组50只，记为A组电池6和B组电池8。两组电池连接方式如图2所示。A组每只电池和B组每只电池4各连接一个DC/DC(双向直流变换模块)3，各双向直流变换模块3通过DC BUS(直流母线)连接。开关电源1和备用电池组2通过直流母线与各双向直流变换模块3连接，开关电源1连接220V交流电。每组电池组各连接一台计算机5、6(下位机)，两台计算机5、6通过交换机7与服务器8连接，服务器再连接客户端9(上位机)。
第一步：将一组电池充电至满(即单节电池电压值达到充电上限)、将另一组电池放电至空(即单节电池电压值达到放电下限)，其中的能量交换由放电的一组电池提供给充电的一组电池，不足的能量由备用电池组2补足，多余的能量也由备用电池组2吸收。(备用电池组2的能量随时由开关电源补充，保证其充放电需求，以下步骤中备用电池组同此。)
第二步：充满电的一组电池放电至空、放空电的一组电池充电至满，其中的能量交换由放电的一组电池提供给充电的一组电池，不足的能量由备用电池组2补足，多余的能量也由备用电池组2吸收。
充满电的一组电池通过放电的电流与时间的积分，得到锂电池的剩余容量，剩余容量占电池容量的比值，则得出该锂电池的SOC(荷电状态)。内阻则通过充电过程中电压、电流等多组数据采集，从而通过计算求得。
第三步：重复三次第二步，使每只电池都进行了两次全充全放。其参数的采集及计算同第二步。
第四步，充电或放电至每只电池都满足60％至80％的容量。
第五步：通过锂电池的充放电，得到锂电池的评估检测数据，按照一致性(电压一致性、容量一致性以及内阻的一致性)匹配原则对锂电池进行配组使用。分组可以按照上位机软件记录并自动进行匹配的电池分组。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种能量互换型动力电池评估检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待评估检测的电池等分成两组；
(2)对一组电池进行充电至满、对另一组电池进行放电至空，其中的能量交换由放电的该组电池提供给充电的该组电池；
(3)对充满电的该组电池放电至空、对放空电的该组电池充电至满，其中的能量交换由充满电的该组电池提供放空电的该组电池，记录每组每只电池的评估检测数据；
(4)重复至少三次步骤(3)。
2.如权利要求1所述的评估检测方法，其特征在于：在对两组电池进行充放电过程中，能量不足的由备用电池组补足，多余的能量也由备用电池组吸收。
3.如权利要求1所述的评估检测方法，其特征在于：所述每组每只电池的评估检测数据包括放电过程中的电流与时间，充电过程中电压、电流。
4.如权利要求1至3中任一项所述的评估检测方法，其特征在于：所述方法在步骤(4)之后还包括如下步骤：
(5)对两组电池中每只电池充电或放电至每只电池都满足设定容量；
(6)按照一致性匹配原则对锂电池进行配组。
5.如权利要求4所述的评估检测方法，其特征在于：所述设定容量为电池原始容量的60％-80％。
6.如权利要求4所述的评估检测方法，其特征在于：所述一致性包括电压一致性、容量一致性和内阻一致性。
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