CN109586359A - 电池过充预警方法和装置 - Google Patents

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张巍
王起亮
张建利
方兰兰
朱恒
陈涛
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Abstract

本发明公开了一种电池过充预警方法，包括：在电池充电过程中，当电压达到设定值时，使用安时积分累加过充容量C=C0+(‑I)*T/3600，其中，C0为电池标称容量，I为充电电流，T为最小时间周期；当过充系数η=C/C0，达到报警阀值，并一定时间内η均高于报警阀值时进行报警。在原技术只有电流，电压，温度等因素限制充电的基础上增加电池过充限制，直观的得到电池充电状态，判断电池是否过充。

Description

电池过充预警方法和装置
技术领域
本发明属于动力电池管理技术领域，具体地涉及一种电池过充预警方法和装置。
背景技术
电动汽车是以电动机为动力装置，以电池为储能装置的交通工具。发展电动汽车是各国在能源危机和金融危机之后大力开发的新兴战略产业。关于电动汽车，电池安全是国家及社会最为关注问题，是电池开发及应用最先需要考虑的方面。
涉及动力电池安全的主要有过压、欠压、过温、过流、绝缘、过充等几个方面。其中过充电易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，使电池膨胀，严重时也将破坏电极材料结构，导致电池冒烟起火。
导致电池过充的原因是由于单元电池制造技术和制造成本的限制，使得单体电池之间存在一定差异，即便生产厂商对电芯做了选配，但电池组在使用过程中其单元电池所处的条件不同，使得单体电池的差异进一步分化扩大，即产生了电池短板效应。
由于电池的这种短板效应，在串联充电时，当某一单元电池充满电时，即其端电压触及充电截止电压时，即使其他许多单元电池尚未充满电，还需要继续充电。此时若不终止充电，那么充满电的单元电池将承受过充的风险，很可能引起燃烧风险。
对于现大多数电池厂家的控制策略中，一般只有过压、过流等参数用来限制充电，没有一个完善的关于电池过充的预警算法控制。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种电池过充预警方法，在原技术只有电流，电压，温度等因素限制充电的基础上增加电池过充限制，直观的得到电池充电状态，判断电池是否过充。
本发明的技术方案是：
一种电池过充预警方法，包括以下步骤：
S01：在电池充电过程中，当电压达到设定值时，使用安时积分累加过充容量C=C0+(-I)*T/3600，其中，C0为电池标称容量，I为充电电流，T为最小时间周期；
S02：当过充系数η=C/C0，达到报警阀值，并一定时间内η均高于报警阀值时进行报警。
优选的技术方案中，所述电压的设定值与电极材料相关。
优选的技术方案中，所述报警阈值根据电池类型和整车对电池过充安全定义确定。
优选的技术方案中，所述报警阈值为1.05-1.1。
本发明还公开了一种电池过充预警装置，包括：
一过充容量计算模块，在电池充电过程中，当电压达到设定值时，使用安时积分累加过充容量C=C0+(-I)*T/3600，其中，C0为电池标称容量，I为充电电流，T为最小时间周期；
一报警判断模块，当过充系数η=C/C0，达到报警阀值，并一定时间内η均高于报警阀值时进行报警。
优选的技术方案中，所述电压的设定值与电极材料相关。
优选的技术方案中，所述报警阈值根据电池类型和整车对电池过充安全定义确定。
优选的技术方案中，所述报警阈值为1.05-1.1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明方法在原技术只有电流、电压、温度等因素限制充电的基础上增加电池过充限制，直观的得到电池充电状态，判断电池是否过充，可以为电池安全增加另一道屏障。可以及时报警，达到保证电池、整车、人员安全的目的。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明电池过充预警方法的流程图；
图2是本发明测试结果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
本发明的一种电池过充预警装置，可以实时地监测电池过充，当达到报警阈值时进行预警，包括：
一过充容量计算模块，在电池充电过程中，当电压达到设定值时，使用安时积分累加过充容量C=C0+(-I)*T/3600，其中，C0为电池标称容量，I为充电电流，T为最小时间周期；
一报警判断模块，当过充系数η=C/C0，达到报警阀值，并一定时间内η均高于报警阀值时进行报警。
如图1所示，该装置进行电池过充预警方法，包括：
步骤一：在电池充电过程中，当电压达到设定值时，开始使用安时积分累加过充容量；电压的设定值因不同电极材料取值不同。
步骤二：过充容量的计算公式为C=C0+(-I)*T/3600，其中C0为电池标称容量，由于充电过程中电流为负值，故在计算时加负号，T为最小时间周期，除以3600为将秒化单位为小时；
步骤三：令过充系数η=C/C0，当过充容量积累达到一定值，η达到报警阀值，报警阀值根据电池类型，整车对电池过充安全定义等因素确定，并持续一定时间范围内η均高于报警阀值，即产生报警，提醒工作人员处理，保证安全。一定时间可以为60S、1min等。电池过充报警阀值取值为：1.05-1.1。
采用具体的实例进行测试，测试结果如图2所示，当时间大于60秒，η大于报警阈值时，产生警报。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种电池过充预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：在电池充电过程中，当电压达到设定值时，使用安时积分累加过充容量C=C0+(-I)*T/3600，其中，C0为电池标称容量，I为充电电流，T为最小时间周期；
S02：当过充系数η=C/C0，达到报警阀值，并一定时间内η均高于报警阀值时进行报警。
2.根据权利要求1所述的电池过充预警方法，其特征在于，所述电压的设定值与电极材料相关。
3.根据权利要求1所述的电池过充预警方法，其特征在于，所述报警阈值根据电池类型和整车对电池过充安全定义确定。
4.根据权利要求1所述的电池过充预警方法，其特征在于，所述报警阈值为1.05-1.1。
5.一种电池过充预警装置，其特征在于，包括：
一过充容量计算模块，在电池充电过程中，当电压达到设定值时，使用安时积分累加过充容量C=C0+(-I)*T/3600，其中，C0为电池标称容量，I为充电电流，T为最小时间周期；
一报警判断模块，当过充系数η=C/C0，达到报警阀值，并一定时间内η均高于报警阀值时进行报警。
6.根据权利要求5所述的电池过充预警装置，其特征在于，所述电压的设定值与电极材料相关。
7.根据权利要求5所述的电池过充预警装置，其特征在于，所述报警阈值根据电池类型和整车对电池过充安全定义确定。
8.根据权利要求5所述的电池过充预警装置，其特征在于，所述报警阈值为1.05-1.1。
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