CN109471042A - 快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，先建立电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线，之后将故障镍氢电池包拆解成若干个电池模块，挑选出故障电池模块后，分别按相同的方法测算剩余正常电池模块的充电态直流内阻，根据各正常电池模块的充电态直流内阻对照电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线判断得出各电池模块的已运行里程。本发明的快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，简单可行，根据各电池模块的充电态直流内阻准确快速地判断各电池模块已运行里程，并推断出还可以运行里程，为后续电池包组合提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域电池使用情况的判断方法，特别涉及一种快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法。
背景技术
镍氢电池包在实际使用过程中，因其使用环境及电池生产工艺的问题，镍氢电池包在汽车上使用时，由于各电池、各模块之间存在温度差异，温度较高区域的电池活性更高，导致这部分电池老化速度较快，这样最终导致电池包故障整个不能使用，但故障电池包内还有很多电池模块的性能正常还可以继续使用，如果将整个电池包直接报废处理，将导致资源浪费。因此，可以对故障电池包进行回收利用，目前较常使用的是将模块拆解成单体电池，再通过测试单体电池的直流内阻来判断电池性能是否正常，而电池直流内阻的测试方法包括电桥法、微欧计法、直流电压表－电流表法，不论哪种方法，基本原理都是欧姆定理，即通过一个已知的电流(或实时测量)，测量电阻两端的电压，电压除以电流得到电阻，主要看通过的电流大小是否合适，一方面产生较高的电压，另一方面又不会让电阻发热或电机转动，而直流电压表－电流表法为最灵活的方法，也最为准确，但这种做法，电池测试挑选配组工作量巨大，给公司及客户带来很大麻烦及经济损失，而且目前这种做法不能很好地判定电池还剩余多长寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种简单可行、准确率较高的快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法。
本发明通过以下方案实现：
一种快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，按以下步骤进行：
Ⅰ在N种不同已运行里程的同类型镍氢电池包中分别取一个以上正常镍氢电池包，分别在相同已运行里程的镍氢电池包内取若干个正常电池模块，分别测算相同已运行里程的若干个电池模块的充电态直流内阻并取其平均值作为该已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值，将各已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值与各自对应的已运行里程一一对应绘制出若干个坐标点并将若干个坐标点连成曲线，将该曲线作为电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线；相同已运行里程的镍氢电池包内取的电池模块的数量可根据需要进行选择；
Ⅱ将故障镍氢电池包拆解成若干个电池模块，挑选出故障电池模块后，分别测算剩余正常电池模块的充电态直流内阻，根据各正常电池模块的充电态直流内阻对照步骤Ⅰ得到的电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线判断得出各电池模块的已运行里程。
本发明的电池模块由若干个单体电池串联形成。
所述步骤Ⅰ、步骤Ⅱ中，电池模块的充电态直流内阻的测算方法相同，其具体步骤包括：
a)电池模块放残余电；一般情况下，采用0.5C～1C的放电电流将电池模块放电至n×1.0V，n为电池模块中相互串联的单体电池的数量；
b)将电池模块采用1C～2C的充电电流恒流充电至20％SOC，搁置5～10min；
c)采用充电电流A对电池模块恒流充电一定时间t1，记录电池模块充电结束时的充电电流I和充电电压U，搁置一定时间t2；采用与充电电流A相同大小的放电电流将电池模块恒流放电一定时间t3，搁置一定时间t4，t3与t1相等，t4与t2相等；
d)使用不同的充电电流A执行步骤c)至少三次，且每次的充电电流A依次增大；
e)将步骤c)和步骤d)记录得到的充电电流I作为X值、充电电压U作为Y值分别线性拟合得到斜线，根据斜线计算得到电池模块的充电态直流内阻。
所述步骤c)和步骤d)中，充电电流A为0.5C～3C，时间t1为5s～10s，时间t2为15s～30s。
所述步骤Ⅰ中，镍氢电池包的已运行里程在0～L中选择，L为电池包额定运行总里程，N为4以上的自然数，镍氢电池包的已运行里程的样本选择中包括0和L，也就是说，假如N为4，则除了已运行里程为0和L的镍氢电池包外，还可以在0～L之间除0和L外的数值中任意选择两个已运行里程。一般情况下，镍氢电池包的已运行里程的样本数越多越好，也就是N的数值越大越好，但在实际过程中，会根据数据处理难易程度、成本等来进行选择调整。本发明中，镍氢电池包的已运行里程，即镍氢电池包安装在汽车上后汽车行驶的里程。
本发明的快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，简单可行，直接通过电池模块的充电态直流内阻判断整个电池模块已运行里程，从而推断出还剩余的运行里程，为后续电池包组合提供依据，即可方便地将内阻相近且剩余运行里程相近的电池模块再次组合制作成电池包用于汽车上，并可更为准确地估算重新组合后的电池包的使用寿命即运行里程，为公司评估重新组合后的电池包的价值做出判定依据。另外，本发明中，采用电池模块的充电态直流内阻来判断电池模块已运行里程，其准确率更高，而且电池模块的充电态直流内阻的获得方法简单、快速有效，可以大量减少将电池模块拆解成单体电池后需要进行的电池状态分析及挑选配组的工作。
附图说明
图1为实施例1中6个镍氢D6000单体电池相互串联形成的电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，按以下步骤进行：
Ⅰ在N种不同已运行里程的同类型镍氢电池包中分别取一个以上正常镍氢电池包，镍氢电池包的已运行里程在0～L中选择，L为电池包额定运行总里程，N为4以上的自然数，镍氢电池包的已运行里程的样本选择中包括0和L，分别在相同已运行里程的镍氢电池包内取若干个正常电池模块，分别测算相同已运行里程的若干个电池模块的充电态直流内阻并取其平均值作为该已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值，将各已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值与各自对应的已运行里程一一对应绘制出若干个坐标点并将若干个坐标点连成曲线，将该曲线作为电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线；
Ⅱ将故障镍氢电池包拆解成若干个电池模块，挑选出故障电池模块后，分别测算剩余正常电池模块的充电态直流内阻，根据各正常电池模块的充电态直流内阻对照步骤Ⅰ得到的电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线判断得出各电池模块的已运行里程。
步骤Ⅰ、步骤Ⅱ中，电池模块的充电态直流内阻的测算方法相同，其具体步骤包括：
a)电池模块放残余电；采用0.5C～1C的放电电流将电池模块放电至n×1.0V，n为电池模块中相互串联的单体电池的数量；
b)将电池模块采用1C～2C的充电电流恒流充电至20％SOC，搁置5～10min；
c)采用充电电流A对电池模块恒流充电一定时间t1，充电电流A为0.5C～3C，时间t1为5s～10s，记录电池模块充电结束时的充电电流I和充电电压U，搁置一定时间t2，时间t2为15s～30s；采用与充电电流A相同大小的放电电流将电池模块恒流放电一定时间t3，搁置一定时间t4，t3与t1相等，t4与t2相等；
d)使用不同的充电电流A执行步骤c)至少三次，且每次的充电电流A依次增大；
e)将步骤c)和步骤d)记录得到的充电电流I作为X值、充电电压U作为Y值分别线性拟合得到斜线，根据斜线计算得到电池模块的充电态直流内阻。
下面以使用在某类型油电混合动力汽车上的由若干个6个镍氢D6000单体电池相互串联形成的电池模块制作成的电池包为例进行说明：
在已运行里程为0即新电池、10W公里、20W公里、35W公里即电池包额定运行总里程的镍氢电池包内，分别取一个正常电池包，分别将电池包拆解并分别在各个电池包内取出3个电池模块(其中为方便操作，已运行里程为0的电池包内的电池模块可以直接取未使用的正常电池模块)，分别将取出的电池模块，先采用0.5C的放电电流将电池模块放电至6.0V，之后将电池模块采用2C的充电电流恒流充电6min，使得电池模块带电量为20％SOC，搁置5min，接着按以下方式进行充放电：
(1)第一次按步骤c)进行：采用充电电流A为0.5C对电池模块恒流充电一定时间10s，记录电池模块充电结束时的充电电流I1和充电电压U1，搁置一定时间15s；采用与充电电流A相同大小的放电电流即0.5C将电池模块恒流放电10s，搁置一定时间15s；
(2)第二次按步骤c)进行：充电电流A为1C，放电电流为1C，其余控制同第一次，记录电池模块充电结束时的充电电流I2和充电电压U2；
(3)第三次按步骤c)进行：充电电流A为2C，放电电流为2C，其余控制同第一次，记录电池模块充电结束时的充电电流I3和充电电压U3；
将上述(1)、(2)、(3)中得到的数据，依据步骤e)分别线性拟合得到斜线，根据斜线计算得到各电池模块的充电态直流内阻，并分别取平均值计算得到各相同已运行里程的电池模块充电态直流内阻标准值，各已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值数据如表1所示：
表1各已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值数据
将表1中的数据一一对应绘制出4个坐标点并将4个坐标点连成曲线，该曲线如图1所示，该曲线即为电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线。
将一个故障电池包拆解成若干个电池模块，挑选出故障电池模块后，分别按前述方法测算剩余正常电池模块的充电态直流内阻，根据各正常电池模块的充电态直流内阻对照步骤Ⅰ得到的电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线判断得出各电池模块的已运行里程。假设测算得到其中一个正常电池模块的充电态直流内阻为16.12mΩ，则最终判断得出该电池模块的已运行里程为22W公里。
Claims (4)
1.一种快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，其特征在于：
按以下步骤进行：
Ⅰ在N种不同已运行里程的同类型镍氢电池包中分别取一个以上正常镍氢电池包，分别在相同已运行里程的镍氢电池包内取若干个正常电池模块，分别测算相同已运行里程的若干个电池模块的充电态直流内阻并取其平均值作为该已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值，将各已运行里程的电池模块的充电态直流内阻标准值与各自对应的已运行里程一一对应绘制出若干个坐标点并将若干个坐标点连成曲线，将该曲线作为电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线；
Ⅱ将故障镍氢电池包拆解成若干个电池模块，挑选出故障电池模块后，分别测算剩余正常电池模块的充电态直流内阻，根据各正常电池模块的充电态直流内阻对照步骤Ⅰ得到的电池模块的充电态直流内阻与已运行里程的标准对应曲线判断得出各电池模块的已运行里程。
2.如权利要求1所述的快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ、步骤Ⅱ中，电池模块的充电态直流内阻的测算方法相同，其具体步骤包括：
a)电池模块放残余电；
b)将电池模块采用1C～2C的充电电流恒流充电至20％SOC，搁置5～10min；
c)采用充电电流A对电池模块恒流充电一定时间t1，记录电池模块充电结束时的充电电流I和充电电压U，搁置一定时间t2；采用与充电电流A相同大小的放电电流将电池模块恒流放电一定时间t3，搁置一定时间t4，t3与t1相等，t4与t2相等；
d)使用不同的充电电流A执行步骤c)至少三次，且每次的充电电流A依次增大；
e)将步骤c)和步骤d)记录得到的充电电流I作为X值、充电电压U作为Y值分别线性拟合得到斜线，根据斜线计算得到电池模块的充电态直流内阻。
3.如权利要求2所述的快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，其特征在于：所述步骤c)和步骤d)中，充电电流A为0.5C～3C，时间t1为5s～15s，时间t2为15s～30s。
4.如权利要求1～3任一所述的快速判断故障镍氢电池包内电池模块已运行里程的方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，镍氢电池包的已运行里程在0～L中选择，L为电池包额定运行总里程，N为4以上的自然数，镍氢电池包的已运行里程的样本选择中包括0和L。
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