CN110133503B - 一种电芯检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电芯检测方法及装置，用于检测动力电池包中的待检测电芯，其中方法包括以下步骤：对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值；根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。本发明实施例能够提升检测结果的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及一种电芯检测方法及装置。
背景技术
随着新能源汽车产业的迅速发展，电动汽车的使用越来越广泛，动力电池作为电动汽车的动力核心，其性能很大程度的决定了电动汽车的整体性能。
在相关技术中，为了确保电池的出厂质量，对电池的外观、容量、使用寿命等进行检测，但是对于仅在运行过程中才能发现的缺陷，却并不能及时发现，例如：在运行过程中产热严重、高温不能充电、低温行驶里程短、功率达不到整车使用需求、寿命衰减快达不到质保要求、极端情形出现起火爆炸等威胁人员安全的事故等。因此，并不能在电池出厂阶段有效的检测电池的性能，以提前预测并避免电池在运行过程中可能出现的风险，从而使检测结果的可靠性低。
由此可知，相关技术中的电池检测方法得出的检测结果的可靠性低。
发明内容
本发明实施例提供一种电芯检测方法及装置，以解决相关技术中的电池检测方法得出的检测结果存在的可靠性低的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种电芯检测方法，用于检测动力电池包中的待检测电芯，所述方法包括：
对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；
获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值；
根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。
第二方面，本发明实施例提供了一种电芯检测装置，用于检测动力电池包中的待检测电芯，所述装置包括：
测试模块，用于对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；
获取模块，用于获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值；
确定模块，用于根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。
在本发明实施例中，对待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值；根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。本发明实施例中以电芯为检测单位，检测待检测电芯在模拟电动车辆的行车环境和预设工况下的安全性和/或放电功率，得出电芯的安全性参数值和/或操控性参数值，从而根据数值的比较便能够确定电芯的安全性和操控性是否满足要求，以确定该电芯是否合格，进而能够提升检测结果的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电芯检测方法的流程图；
图2是多个电芯的充电一致性曲线图；
图3是多个电芯的压差预测曲线图；
图4是本发明实施例提供的一种电芯检测装置的结构图；
图5是本发明实施例提供的另一种电芯检测装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在实际应用过程在，动力电池包内安装有大量的电芯，各个电芯的充放电功率的总和构成动力电池的充放电功率。本发明实施例中，以电芯为测试单位，确保电芯的性能合格后方能确保动力电池合格。
另外，本发明实施例提供的电芯检测方法可以适用于电芯的出厂检测，同样其还可以适用于在电动车辆生产前选取合适的电芯等，在此对本发明实施例提供的电芯检测方法的适用场景不做具体限定。
请参阅图1，是本发明实施例提供的一种电芯检测方法的流程图，该方法用于检测动力电池包中的待检测电芯。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101、对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率。
其中，所述待检测电芯可以是所述动力电池包中的部分电芯，也可以是所述动力电池包中的全部电芯，例如：进行破坏性测试的过程中，对所述电池包中的部分电芯进行抽样检测，对于非破坏性检测，可以对所述电池包中的全部电芯进行检测。
当然，由于动力电池中的电芯较多，为了节省电芯检测的时间，可以对全部测试项目进行抽样检测。
另外，所述安全性可以包括过充电、过放电、短路、针刺、挤压、浸泡等测试项目。用于模拟车辆行车环境可能遇到的过充电、过放电、电池管理系统故障、受热、挤压电芯、电池组件中进入异物或液体等恶劣行车环境而对动力电池造成的影响。若在这些恶劣的行车环境下，检测到待检测电芯具有良好的安全性能，则能够确保该待检测电芯在正常运行环境下，更加能够保持良好的安全性能。
另外，测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，也可以称之为：安全性检测，其目的是为了确保待检测电芯在安装于车辆后，在各种行车环境下不会出现危及车辆和人生安全的危险。
测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率，也可以称之为：操控性检测，其目的是为了确保待检测电芯在安装于车辆后，能够为所述车辆提供各种行车工况所需的充放电功率，满足车辆在各种行车工况下的功率需求，例如：上坡、超车、10s加速能力、充电速度等。
本实施方式中，以电芯为检测单位，在动力电池包中的电芯的安全性合格的情况下，便能够确保该动力电池包的安全性合格。
另外，所述预设工况可以包括：车辆的上坡道路工况、10s加速、超车工况、能量回收、高SOC(State of Charge，荷电状态)时能量回收、低温加速等中的任意一种或多种的组合。在不同的工况下，动力电池的输出功率可以不同。通过检测待检测电芯在预设工况下的充放电功率，以确保动力电池的充放电功率满足车辆在预设工况下对功率的需求，进而使动力电池满足车辆的操控性。
本步骤中，检测待检测电芯的在行车环境下的安全性和在预设工况下的输出功率，以模拟车辆在使用过程中可能遇到的行车环境和工况，使待检测电芯能够满足行车环境和工况的安全性和操控性，进而确保车辆安装有安全性和操控性合格的电芯，提升车辆整体的安全性和操控性。
步骤102、获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值。
其中，安全性参数值可以是根据待检测电芯在模拟行车环境下的安全性检测结果得出的数值，根据数值的大小便能够直观的区分待检测电芯安全性能的高低。另外，操控性参数值可以是根据待检测电芯在预设工况下的充放电功率得出的数值，根据数值的大小便能够直观的区分待检测电芯的充放电功率能否满足电动汽车的操控性需求。
本步骤中，根据安全性检测和/或操控性检测的检测结果，得出数值形式的安全性参数值和/或操控性参数值，使检测结果更加直观。
作为一种可选的实施方式，所述待检测电芯的安全性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯的预设测试项目进行测试，得出安全性测试结果，其中，所述预设测试项目包括过放电、过充电、短路、加热中的至少一种，所述预设测试项目用于模拟所述动力电池包的使用环境；
将所述安全性测试结果与对应的期望测试结果进行比对，得出所述待检测电芯的安全性参数值，其中，每一个预设测试项目分别对应一个期望测试结果。
例如：根据表1所示的安全性检测项目，对各个项目名称进行检测，并将检测结果与GBT 31485-2015进行比较，并根据项目名称的检测结果与相应的标准之间的差值确定所述安全性参数值。
表1
| 序号 | 项目名称 | 参照标准 |
| 1 | 过放电 | GBT 31485-2015 |
| 2 | 过充电 | GBT 31485-2015 |
| 3 | 短路 | GBT 31485-2015 |
| 4 | 跌落 | GBT 31485-2015 |
| 5 | 加热 | GBT 31485-2015 |
| 6 | 挤压 | GBT 31485-2015 |
| 7 | 针刺 | GBT 31485-2015 |
| 8 | 海水浸泡 | GBT 31485-2015 |
| 9 | 温度循环 | GBT 31485-2015 |
| 10 | 低气压 | GBT 31485-2015 |
例如：GBT 31485-2015中规定电芯进行过放电实验时，期望测试结果为：未出现爆炸、起火、漏液，若检测出待检测电芯在过放电检测项目中，出现爆炸的概率为0.1％，起火的概率为0.2％，发生漏液的概率为2％，则可以确定安全性参数值为100-a×0.1％-b×0.2％-c×2％。其中，安全性参数值的初始值为100，a、b、c分别是与爆炸、起火、漏液对应预设权值，其可以是常数、指数、函数、时变参数中的任意一种。得出的安全性参数值大于或者等于预设安全性参数值的情况下，可以确定该待检测电芯的安全性合格。
当然，安全性参数值还需综合其他测试项目的检测结果而确定，例如：过充电、短路、跌落针刺、挤压、海水浸泡、加热、温度循环、低气压循环等。上述计算安全性检测参数值的公式仅作为示例，在此并不限定所述安全性参数值的计算公式，例如还可以改变所述安全性参数值的初始值、增加其他测试项目的测试结果等。
另外，所述预设测试项目还可以包括如表2所示的检测项目，其中对表2中各个项目名称对应的测试项目进行检测，并将检测结果与预设标准进行比较，并根据项目名称的检测结果与相应的预设标准之间的差异确定所述安全性参数值。
表2
其中，反复浅过充电的安全性检测项目用于模拟车辆的电池管理系统的精度存在误差的情形。
例如：若根据反复浅过充电检测项目得出：电池寿命的缩减时间：X，根据热失控检测项目得出：BMS故障预警到热失控的时间：Y。则安全性参数值还需要减去d×X+e×Y，其中，d和e分别是X和Y的权值，其可以是常数、指数、函数、时变参数中的任意一种，表示X和Y越大则安全性参数值越小。
另外，所述预设标准可以是企业标准，也可以是根据车辆的型号、需求等确定的车辆配置标准。
另外，还可以对待检测电芯进行拆解检测，以判断待检测电芯是否存在严重的缺陷。
例如：进行过充电检测之后，将待检测电芯进行拆解，根据拆解后得出的电解液余量、散发出的气味、待检测电芯内极片和隔膜的表面状况等确定待检测电芯是否存在严重的缺陷，若存在上述任意一种缺陷则将安全性参数值扣除相应的数值。例如：检测电芯进行拆解得出电解液余量为30％，则使安全性参数值乘以30％。
当然，上述计算方法仅作为一种示例，在实际应用过程中，其计算方法可以是加、减、乘、除等计算方式中的任意一种或多种的组合，在此仅表示有严重缺陷的情况下，将会使安全性参数值减小，对于具体计算方式不作具体限定。
本实施方式中，对待检测电芯在模拟行车环境下进行安全性检测，并将检测结果与相应的标准进行比较，以得出数值形式的安全性参数值，使待检测电芯的安全性参数数值化，便于比较。
作为一种可选的实施方式，所述待检测电芯的操控性参数值通过以下方式获取：
将所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率与预设充放电功率进行比较，得出所述操控性参数值，其中，所述预设工况包括电动车辆在行驶过程中的操控模式。
例如：对待检测电芯进行如表3所示的测试项目，以检测所述待检测电芯在车辆的预设工况下的充放电功率是否满足车辆行驶工况的需求。
表3
其中，预设充放电功率可以根据车辆的型号、配置等而发生改变。
例如，在计算待检测电芯的操控性参数值的过程中，在环境温度为25℃的测试环境下，假设所述待检测电芯在SOC等于50％，并对所述待检测电芯进行120s恒功率放电检测项目。若得出的持续放电功率为8W，而车辆在上坡道路工况下所需的功率为1000W，且该车辆的动力电池包中具有100个电芯，则平均每一个电芯需要释放10W的放电功率，因此，得出待检测电芯的操控性参数值等于100－f×(10W－8W)。其中，100是所述操控性参数值的初始值，f是持续放电功率的权值，其可以是常数、指数、函数、时变参数中的任意一种，表示所述待检测电芯与所需的放电功率之间的差值越大，则所述操控性参数至越小。
需要说明的是，操控性参数值还需要综合：峰值放电功率、峰值充电功率、最低放电功率、最低充电功率、低温放电功率等其他测试项目的测试结果得出。且计算操控性参数值的公式不仅仅局限于上述100－f×(预设充放电功率－充放电功率)的计算方式，在此不对计算公式作出具体限定。仅需确保在预设充放电功率与充放电功率之间的差值越大的情况下，计算出的操控性参数值越小。
本实施方式中，提供一种计算操控性参数值的方法，通过检测待检测电芯在车辆行驶工况下的充放电功率，并将检测到的充放电功率与车辆所需的预设充放电功率进行比较，以得出操控性参数值，从而使待检测电芯满足车辆的操控性需求，避免出现待检测电芯的充放电功率过大或者过小而与车辆的动力系统不匹配的情况，从而提升了检测结果的可靠性。
步骤103、根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。
其中，可以根据步骤101至步骤102得出的安全性参数值和/或操控性参数值与相应阈值的比较，确定所述待检测电芯是否合格。
例如：若预设安全性参数值和预设操控性参数值均为60。而检测得出待检测电芯的安全性参数值为60、操控性参数值为50，此时，由于操控性参数值小于预设操控性参数值60，则确定所述待检测电芯不合格。
本步骤中，根据测试结果得出所述待检测电芯是否合格的检测结果，不需要人工对测试结果进行分析和判断，从而提升了测试结果的辨识度。
作为一种可选的实施方式，所述预设测试还包括以下至少一项：
测试所述待检测电芯的产热特性和/或膨胀特性、测试所述动力电池包内的全部电芯的充放电曲线的一致性和测试所述待检测电芯的使用寿命；
所述测试结果还包括以下至少一项：
实用性参数值、一致性参数值和稳定性参数值。
所述测试结果包括：安全性参数值、操控性参数值、一致性参数值、实用性参数值和稳定性参数值，在本实施方式中,所述步骤103包括：
在所述一致性参数值大于或者等于预设一致性参数值、所述安全性参数值大于或者等于预设安全性参数值、所述实用性参数值大于或者等于预设实用性参数值、所述稳定性参数值大于或者等于预设稳定性参数值且所述操控性参数值大于或者等于预设操控性参数值的情况下，确定所述待检测电芯合格。
例如，假设一致性参数值、安全性参数值、实用性参数值、稳定性参数值以及操控性参数值的最大值均为100，预设一致性参数值为90、预设安全性参数值为90、预设实用性参数值为80、预设稳定性参数值为80、预设操控性参数值为70，而检测得出的待检测电芯的一致性参数值为95、安全性参数值为85、实用性参数值为85、稳定性参数值为98、操控性参数值为80，由于待检测电芯的安全性参数值小于预设安全性参数值，则确定该待检测电芯不合格。
其中，所述预设一致性参数值、所述预设安全性参数值、所述预设实用性参数值、所述预设稳定性参数值和所述预设操控性参数值根据电动车辆对所述动力电池包的需求确定。
例如：一款电动汽车要求动力电池在正常行驶过程中的输出功率为100W且偏差功率小于5W，则该电动汽车要求动力电池的一致性大于(100-5)/100＝95，该一致性需求95可以作为所述预设一致性参数值。
当然，还可以对所述一致性需求乘以一个预设的权值、或者进行相应的换算，以使所述一致性需求与采用不同算法得出的待检测电芯的一致性参数值相匹配，对于计算公式和方法，在此不作具体限定。
而且，所述预设一致性参数值、所述预设安全性参数值、所述预设实用性参数值、所述预设稳定性参数值和所述预设操控性参数值还可以根据行业标准、性能最优的电芯能够达到的相应参数值等确定，在此不作具体限定。
另外，所述待检测电芯的一致性参数值可以通过以下方式获取：
从所述动力电池包中选取目标电芯集；
通过对所述目标电芯集中的每一个电芯分别进行充放电容量检测，得出所述目标电芯集中的每一个电芯的充放电曲线；
根据所述充放电曲线，确定所述目标电芯集的容量标准差系数和/或压差预测值；
根据所述容量标准差系数和/或所述压差预测值，确定所述待检测电芯的一致性参数值。
其中，所述目标电芯集中包括多个电芯，且其中包含的电芯的数量可以根据采样精度来确定。
例如：根据六西格玛值，从所述动力电池包中选取4个电芯作为所述目标电芯集。其中，4个电芯的数量为根据所述六西格玛值确定的数量。然后，在环境温度为25℃、截止电压为3.0V至4.2V的测试环境下，对4个电芯分别进行1C，CCCV，4.2V and 0.05C cut-off的充电试验检测，以得出如图2所示的包括4个电芯的充放电数据的充电一致性曲线图，以及如图3所示的4个电芯的充放电数据之间的压差预测曲线图。
其中，为了使附图更加清晰，图2中，圆圈A所示部分为圆圈a内各充放电一致性曲线的放大图。
其中，1C，CCCV，4.2V and 0.05C cut-off表示：以1C的恒流电流给电芯充电，充电至电芯电压等于4.2V时，转为向电芯恒压充电，当充电电流下降至0.05C时停止充电；其中，1C为电芯的标称容量，CCCV表示恒流转恒压充电方式，0.05C cut-off表示，当电流下降为0.5C时停止充电。
通过对充电一致性曲线图的分析计算，可以得出，4个电芯的充电容量标准差系数为1.47％，具体计算过程为：
采用以下公式计算充电容量标准差：
其中，N为所述目标电芯集中包含的电芯的数量，本实施例中，N等于4，i等于1至N中的任意正整数，μ为所述目标电芯集中包含的电芯的充电容量的平均值。
再通过公式Vσ＝(σ/μ)×100％，计算出所述目标电芯集中包含的电芯的充电容量标准差系数Vσ。
当然，还可以根据动力电池中包含的电芯的数量、精确度需求等方面的不同，在所述动力电池包中选取18个等其他任意数量的电芯作为所述目标电芯集，在此对所述目标电芯集中电芯的数量不做具体限定。
另外，还可以对所述目标电芯集中包含的电芯进行放电容量检测，以得出放电一致性曲线图，并根据放电一致性曲线图计算所述目标电芯集中包含的电芯的放电容量标准差系数。其计算公式与计算方法与所述充电容量标准差系数Vσ的计算过程相同，为避免重复，在此不再赘述。
在实际应用过程中，充电容量标准差系数Vσ和/或放电容量标准差系数越大，则表示所述目标电芯集中各个电芯之间的充放电容量的差异越大，因此一致性越差。从而可以根据计算得出的充电容量标准差系数Vσ和/或放电容量标准差系数确定所述一致性参数值，其中，所述充电容量标准差系数Vσ和/或放电容量标准差系数与所述一致性参数值负相关。
当然，所述一致性参数值还可以根据所述目标电芯集中各个电芯的充放电压差预测值确定。
例如：根据所述目标电芯集中各个电芯的充电容量曲线，计算出单位时间内，所述目标电芯集中各个电芯之间的压差值，并根据各个单位时间段内的压差值，绘制出如图3所示的充电压差预测曲线图。
其中，任意单位时间内的压差值，等于所述各个电芯中最大电压值减去最小电压值。通常，单位时间取1s。
当然，还可以根据所述目标电芯集中各个电芯的放电容量曲线，得出放电压差预测曲线图，其过程与得出充电压差预测曲线图的过程，相同，在此不再赘述。
这样，可以根据公式：100－j×充电容量标准差系数－k×放电容量标准差系数－l×充电压差预测值－m×放电压差预测值，计算出所述一致性参数值。其中，100为所述一致性参数值的初始值，j、k、l、m分别为所述充电容量标准差系数、所述放电容量标准差系数、所述充电压差预测值以及所述放电压差预测值的权值，其可以是常数、函数、时变参数中的任意一种，表示所述充电容量标准差系数、所述放电容量标准差系数、所述充电压差预测值以及所述放电压差预测值越大，则所述一致性参数值越小。
本实施方式中，若压差预测值越大或者容量标准差系数越大，则表示所述目标电芯集中各个电芯之间的差异越明显，因此一致性越差。从而可以根据计算得出的容量标准差系数和/或电压差预测曲线图，确定所述一致性参数值，其中，所述容量标准差系数和/或电压差预测曲线图中各压差值的平均值与所述一致性参数值负相关。
另外，所述待检测电芯的实用性参数值可以通过以下方式获取：
在第一预设测试环境下，对所述待检测电芯进行充电温升测试得出温升测试值；和/或
在第二预设测试环境下，对所述待检测电芯进行膨胀力测试，得出膨胀测试值；
将所述温升测试值与预设温升值进行比较，和/或，将所述膨胀测试值与预设膨胀值进行比较，得出所述待检测电芯的实用性参数值。
其中，所述第一预设测试环境可以是：在起始温度为27℃的环境下，并以0.5C电流向电芯充电。
所述预设温升值可以是根据电芯的结构参数计算得出的理论温升值。
例如：某款电芯的理论温升值等于I2×R×t/(C×m)，其中，I表示电流，R表示电芯的内阻，t表示充电的时间，C表示电芯的比热容，m表示电芯的重量。若计算得出的理论温升值等于19℃，而对电芯进行充电实验过程中检测到的温升测试值等于30度，则表示该电芯的温升超标，因此其实用性较差。
从而可以得出，所述温升测试值和所述预设温升值之间的差值与所述实用性参数值成负相关。
另外，所述第二预设测试环境可以是：在环境温度为45℃的环境下，对电芯进行3.0V至4.2V之间的充放电循环，且充电电流和放电电流均为1C，电芯充电至截止电压4.2V后转为恒流恒压充电。
例如：对某款电芯进行充放电循环检测，得出在该电芯的生命末期，测试出的膨胀力测试值等于100kgf，而所述预设膨胀值等于90kgf，则表示该电芯的膨胀力过大，将降低该电芯的实用性参数值。
由此可知，所述膨胀力测试值和所述预设膨胀值之间的差值与所述实用性参数值呈负相关。
当然，根据电芯的型号、使用环境等的不同，可以改变所述第一预设测试环境和所述第二预设测试环境，且根据车辆的结构等不同，也可以改变所述预设膨胀值的大小。
例如：一款车辆用于安装电池组件的空间较小，则可以适当的减小所述预设膨胀值，避免电池膨胀距离过大而对车辆上的结构造成挤压。
在具体实施中，可以通过公式：实用性参数值＝100-g×(膨胀力测试值-预设膨胀值)-h×(温升测试值-预设温升值)，计算出所述实用性参数值。
其中，g为膨胀力的权值，h为温升的权值，其可以是大于0的常数、指数、函数、时变参数中的任意一种，其表示膨胀力和温升的数值越大则所述实用性参数值越小。
本实施方式中，通过检测待检测电芯的温升测试值和膨胀力测试值，并与预设的标准值进行比较，以得出待检测电芯的温升测试值和膨胀力测试值是否超标，若超标则会降低待检测电芯的实用性，从而确定出与所述待检测电芯的温升测试值和膨胀力测试值呈负相关的实用性参数值。从而通过测试确保待检测电芯能够用适用于车辆，而不会因为大量发热或者膨胀而损坏车辆。
另外，所述待检测电芯的稳定性参数值可以通过以下方式获取：
对所述待检测电芯进行充放电循环测试，获取充放电循环过程中，所述待检测电芯的第一容量保持率和内阻增加率；
根据所述第一容量保持率和所述内阻增加率，确定所述待检测电芯的循环寿命；
对所述待检测电芯进行满电搁置循环测试，获取满电搁置循环过程中，所述待检测电芯的第二容量保持率和容量恢复率；
根据所述第二容量保持率和所述容量恢复率，确定所述待检测电芯的日历寿命；
将所述循环寿命与预设循环寿命进行比较，且将所述日历寿命与预设日历寿命进行比较，得出所述稳定性参数值。
其中，所述稳定性参数值可以用于表示电芯能够稳定工作的能力。具体可以体现于循环寿命和日历寿命的长短。
其中，所述循环寿命是指所述待检测电芯的最大循环次数或者根据该最大循环次数换算出的所述带检测电池能够使用的时间长度。所述日历寿命是指预测数的所述待检测电芯能够使用的时间长度，用于模拟动力电池在实际的使用过程中，可能会遇到的充电、放电、搁置、老化、高低温环境、根据车辆的工况进行释放不同的输出功率等运行模式。本实施方式中，结合循环寿命和日历寿命共同确定待检测电芯的使用寿命长度。
可选的，通过检测所述待检测电芯在充放电循环，以得出多组容量保持率数据和内阻增加率数据，根据这些数据进行回归分析、神经网络算法分析等，得到循环寿命的算法模型，根据该循环寿命算法模型用于描述循环寿命与容量保持率数据和内阻增加率数据之间的数值关系，从而能够根据该循环寿命算法模型计算出所述待检测电芯的循环寿命。
其中，循环寿命越长，则表示所述待检测电芯能够进行充放电循环的次数越多，即表示该待检测电芯的稳定性越好。
例如，对某款电芯进行充放电循环，以得出多组容量保持率数据和内阻增加率数据的具体方式为：
分别在25℃和40℃环境下对所述待检测电芯进行充放电循环，其中，1小时充电至所述待检测电芯的额定容量，1小时放完所述待检测电芯的额定容量的95％。且每循环100次记录所述待检测电压的容量保持率和所述内阻增加率，的到如表4所示的数据表。
表4
| 循环次数 | 容量保持率(％) | 内阻增加率(％) |
| 0 | 100.00 | 0.00 |
| 100 | 98.90 | 14.03 |
| 200 | 98.54 | 13.16 |
| 300 | 95.84 | 14.04 |
| 400 | 98.02 | 19.30 |
| 500 | 96.06 | 10.97 |
其中，所述容量保持率等于循环结束时，检测到的所述待检测电芯的容量占初始状态下的额定容量的百分比。所述内阻增加率等于循环结束时，检测到的所述待检测电芯的内阻相对于初始状态下所述待检测电芯的内阻的增加的百分比。
根据上述表格中的数据，建立循环次数与容量保持率和内阻增加率之间的函数关系式，在所述函数关系式中代入容量保持率的下限值和内阻增加率的上限值，便可以计算出所述待检测电芯的最大循环次数。
当然，还可以根据电动汽车的充放电之间间隔，将所述循环次数换算为时间长度，及进行所述最大循环次数的充放电需要多长的时间，便可以将换算得出的时间长度作为所述循环寿命。
另外，本实施方式中，进行了500次充放电循环，为了提升循环寿命算法模型的准确率，还可以循环600次、700次等任意次数。
除了上述循环寿命之外，还可以通过计算日历寿命的方式来确定所述待检测电芯的稳定性参数值。且所述日历寿命的计算方法同样是通过对所述待检测电芯进行满电搁置循环测试过程中，获取的多组容量保持率数据和容量恢复率数据，根据这些数据进行回归分析、神经网络算法分析等，建立日历寿命的算法模型，该算法模型用于描述日历寿命与容量保持率数据和容量恢复率数据之间的数值关系，从而能够根据该日历寿命算法模型能够计算出所述待检测电芯的日历寿命。
其中，计算出的日历寿命越长，即表示该待检测电芯能够使用的时间越长。
另外，根据容量保持率数据和容量恢复率数据，计算所述日历寿命的方法与上述根据容量保持率数据和内阻增加率数据，计算所述循环寿命的方法相同，在此不再赘述。
当然，所述稳定性参数值需要综合所述循环寿命和所述日历寿命进行确定，以确保待检测电芯的使用时间满足要求且在使用过程中，其容量和内阻均满足要求。
例如：根据车辆的使用期限确定动力电池的预设循环寿命为30000次，预设日历寿命为5年，若对某款电芯进行充放电循环检测得出其循环寿命为32000次，而进行满电搁置循环检测得出的日历寿命为4.8年，则可以确定所述稳定性参数值＝100+i×(32000－30000)+j×(4.8-5)。
其中，i为循环寿命的权值，j为日历寿命的权值，其可以是大于0的常数、指数、函数、时变参数中的任意一种，其表示循环寿命和日历寿命的数值越大则所述稳定性参数值越大。
本实施方式中，对所述待检测电芯进行充放电循环检测和满电搁置循环检测，以计算出所述待检测电芯的循环寿命和日历寿命，通过所述循环寿命与所述预设循环寿命之间的差值和所述日历寿命与所述预设日历寿命时间的差值确定所述稳定性参数值，简化了所述稳定性参数值的计算过程。
在本发明实施例中，对动力电池包中的待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值；根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。本发明实施例中以电芯为检测单位，检测待检测电芯在模拟电动车辆的行车环境和预设工况下的安全性和/或放电功率，得出电芯的安全性参数值和/或操控性参数值，从而根据数值的比较便能够确定电芯的安全性和操控性是否满足要求，以确定该电芯是否合格，进而能够提升检测结果的可靠性低。
请参参阅图4，是本发明实施例提供的一种电芯检测装置的结构图。所述电芯检测装置400用于检测动力电池包中的待检测电芯。如图4所示，所述装置400包括：
测试模块401，用于对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和/或，测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；
获取模块402，用于获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和/或操控性参数值；
确定模块403，用于根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格。
可选的，所述预设测试还包括以下至少一项：
测试所述待检测电芯的产热特性和/或膨胀特性、测试所述动力电池包内的全部电芯的充放电曲线的一致性和测试所述待检测电芯的使用寿命；
所述测试结果还包括以下至少一项：
实用性参数值、一致性参数值和稳定性参数值。
可选的，如图5所示，所述测试结果包括：安全性参数值、操控性参数值、一致性参数值、实用性参数值和稳定性参数值，所述确定模块403包括：
确定单元4031，用于在所述一致性参数值大于或者等于预设一致性参数值、所述安全性参数值大于或者等于预设安全性参数值、所述实用性参数值大于或者等于预设实用性参数值、所述稳定性参数值大于或者等于预设稳定性参数值且所述操控性参数值大于或者等于预设操控性参数值的情况下，确定所述待检测电芯合格。
可选的，所述待检测电芯的一致性参数值通过以下方式获取：
从所述动力电池包中选取目标电芯集；
通过对所述目标电芯集中的每一个电芯分别进行充放电容量检测，得出所述目标电芯集中的每一个电芯的充放电曲线；
根据所述充放电曲线，确定所述目标电芯集的容量标准差系数和/或压差预测值；
根据所述容量标准差系数和/或所述压差预测值，确定所述待检测电芯的一致性参数值。
可选的，所述待检测电芯的安全性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯的预设测试项目进行测试，得出安全性测试结果，其中，所述预设测试项目包括过放电、过充电、短路、加热中的至少一种，所述预设测试项目用于模拟所述动力电池包的使用环境；
将所述安全性测试结果与对应的期望测试结果进行比对，得出所述待检测电芯的安全性参数值，其中，每一个预设测试项目分别对应一个期望测试结果。
可选的，所述待检测电芯的实用性参数值通过以下方式获取：
在第一预设测试环境下，对所述待检测电芯进行充电温升测试得出温升测试值；和/或
在第二预设测试环境下，对所述待检测电芯进行膨胀力测试，得出膨胀测试值；
将所述温升测试值与预设温升值进行比较，和/或，将所述膨胀测试值与预设膨胀值进行比较，得出所述待检测电芯的实用性参数值。
可选的，所述待检测电芯的稳定性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯进行充放电循环测试，获取充放电循环过程中，所述待检测电芯的第一容量保持率和内阻增加率；
根据所述第一容量保持率和所述内阻增加率，确定所述待检测电芯的循环寿命；
对所述待检测电芯进行满电搁置循环测试，获取满电搁置循环过程中，所述待检测电芯的第二容量保持率和容量恢复率；
根据所述第二容量保持率和所述容量恢复率，确定所述待检测电芯的日历寿命；
将所述循环寿命与预设循环寿命进行比较，且将所述日历寿命与预设日历寿命进行比较，得出所述稳定性参数值。
可选的，所述待检测电芯的操控性参数值通过以下方式获取：
将所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率与预设充放电功率进行比较，得出所述操控性参数值，其中，所述预设工况包括电动车辆在行驶过程中的操控模式。
可选的，所述预设一致性参数值、所述预设安全性参数值、所述预设实用性参数值、所述预设稳定性参数值和所述预设操控性参数值根据电动车辆对所述动力电池包的需求确定。
本发明实施例提供的电芯检测装置，能够实现如图1所示电芯检测方法中的各个步骤，且能够取得相同的有益效果，为避免重复，在此不再赘述。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
1.一种电芯检测方法，其特征在于，用于检测动力电池包中的待检测电芯，所述方法包括：
对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；
获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和操控性参数值；
根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格；
所述预设测试还包括：测试所述动力电池包内的全部电芯的充放电曲线的一致性；所述测试结果还包括：一致性参数值；
根据公式：100－j×充电容量标准差系数－k×放电容量标准差系数－l×充电压差预测值－m×放电压差预测值，计算出所述一致性参数值，其中，100为所述一致性参数值的初始值，j、k、l、m分别为所述充电容量标准差系数、所述放电容量标准差系数、所述充电压差预测值以及所述放电压差预测值的权值，其是常数、函数、时变参数中的任意一种，当所述充电容量标准差系数、所述放电容量标准差系数、所述充电压差预测值以及所述放电压差预测值越大时，所述一致性参数值越小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设测试还包括以下至少一项：
测试所述待检测电芯的产热特性和/或膨胀特性、测试所述待检测电芯的使用寿命；
所述测试结果还包括以下至少一项：实用性参数值、稳定性参数值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测试结果包括：安全性参数值、操控性参数值、一致性参数值、实用性参数值和稳定性参数值，所述根据所述测试结果，确定所述待检测电芯的是否合格的步骤，包括：
在所述一致性参数值大于或者等于预设一致性参数值、所述安全性参数值大于或者等于预设安全性参数值、所述实用性参数值大于或者等于预设实用性参数值、所述稳定性参数值大于或者等于预设稳定性参数值且所述操控性参数值大于或者等于预设操控性参数值的情况下，确定所述待检测电芯合格。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待检测电芯的一致性参数值通过以下方式获取：
从所述动力电池包中选取目标电芯集；
通过对所述目标电芯集中的每一个电芯分别进行充放电容量检测，得出所述目标电芯集中的每一个电芯的充放电曲线；
根据所述充放电曲线，确定所述目标电芯集的容量标准差系数和/或压差预测值；
根据所述容量标准差系数和/或所述压差预测值，确定所述待检测电芯的一致性参数值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待检测电芯的安全性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯的预设测试项目进行测试，得出安全性测试结果，其中，所述预设测试项目包括过放电、过充电、短路、加热中的至少一种，所述预设测试项目用于模拟所述动力电池包的使用环境；
将所述安全性测试结果与对应的期望测试结果进行比对，得出所述待检测电芯的安全性参数值，其中，每一个预设测试项目分别对应一个期望测试结果。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待检测电芯的实用性参数值通过以下方式获取：
在第一预设测试环境下，对所述待检测电芯进行充电温升测试得出温升测试值；和/或
在第二预设测试环境下，对所述待检测电芯进行膨胀力测试，得出膨胀测试值；
将所述温升测试值与预设温升值进行比较，和/或，将所述膨胀测试值与预设膨胀值进行比较，得出所述待检测电芯的实用性参数值。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待检测电芯的稳定性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯进行充放电循环测试，获取充放电循环过程中，所述待检测电芯的第一容量保持率和内阻增加率；
根据所述第一容量保持率和所述内阻增加率，确定所述待检测电芯的循环寿命；
对所述待检测电芯进行满电搁置循环测试，获取满电搁置循环过程中，所述待检测电芯的第二容量保持率和容量恢复率；
根据所述第二容量保持率和所述容量恢复率，确定所述待检测电芯的日历寿命；
将所述循环寿命与预设循环寿命进行比较，且将所述日历寿命与预设日历寿命进行比较，得出所述稳定性参数值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待检测电芯的操控性参数值通过以下方式获取：
将所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率与预设充放电功率进行比较，得出所述操控性参数值，其中，所述预设工况包括电动车辆在行驶过程中的操控模式。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设一致性参数值、所述预设安全性参数值、所述预设实用性参数值、所述预设稳定性参数值和所述预设操控性参数值根据电动车辆对所述动力电池包的需求确定。
10.一种电芯检测装置，其特征在于，用于检测动力电池包中的待检测电芯，所述装置包括：
测试模块，用于对所述待检测电芯进行预设测试，其中，所述预设测试包括：测试所述待检测电芯在模拟行车环境下的安全性，和测试所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率；
获取模块，用于获取所述预设测试的测试结果，所述测试结果包括安全性参数值和操控性参数值；
确定模块，用于根据所述测试结果，确定所述待检测电芯是否合格；
所述预设测试还包括：测试所述动力电池包内的全部电芯的充放电曲线的一致性；所述测试结果还包括：一致性参数值；
根据公式：100－j×充电容量标准差系数－k×放电容量标准差系数－l×充电压差预测值－m×放电压差预测值，计算出所述一致性参数值，其中，100 为所述一致性参数值的初始值，j、k、l、m分别为所述充电容量标准差系数、所述放电容量标准差系数、所述充电压差预测值以及所述放电压差预测值的权值，其是常数、函数、时变参数中的任意一种，当所述充电容量标准差系数、所述放电容量标准差系数、所述充电压差预测值以及所述放电压差预测值越大时，所述一致性参数值越小。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预设测试还包括以下至少一项：
测试所述待检测电芯的产热特性和/或膨胀特性、测试所述待检测电芯的使用寿命；
所述测试结果还包括以下至少一项：实用性参数值、稳定性参数值。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述测试结果包括：安全性参数值、操控性参数值、一致性参数值、实用性参数值和稳定性参数值，所述确定模块包括：
确定单元，用于在所述一致性参数值大于或者等于预设一致性参数值、所述安全性参数值大于或者等于预设安全性参数值、所述实用性参数值大于或者等于预设实用性参数值、所述稳定性参数值大于或者等于预设稳定性参数值且所述操控性参数值大于或者等于预设操控性参数值的情况下，确定所述待检测电芯合格。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述待检测电芯的一致性参数值通过以下方式获取：
从所述动力电池包中选取目标电芯集；
通过对所述目标电芯集中的每一个电芯分别进行充放电容量检测，得出所述目标电芯集中的每一个电芯的充放电曲线；
根据所述充放电曲线，确定所述目标电芯集的容量标准差系数和/或压差预测值；
根据所述容量标准差系数和/或所述压差预测值，确定所述待检测电芯的一致性参数值。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述待检测电芯的安全性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯的预设测试项目进行测试，得出安全性测试结果，其中，所述预设测试项目包括过放电、过充电、短路、加热中的至少一种，所述预设测试项目用于模拟所述动力电池包的使用环境；
将所述安全性测试结果与对应的期望测试结果进行比对，得出所述待检测电芯的安全性参数值，其中，每一个预设测试项目分别对应一个期望测试结果。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述待检测电芯的实用性参数值通过以下方式获取：
在第一预设测试环境下，对所述待检测电芯进行充电温升测试得出温升测试值；和/或
在第二预设测试环境下，对所述待检测电芯进行膨胀力测试，得出膨胀测试值；
将所述温升测试值与预设温升值进行比较，和/或，将所述膨胀测试值与预设膨胀值进行比较，得出所述待检测电芯的实用性参数值。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述待检测电芯的稳定性参数值通过以下方式获取：
对所述待检测电芯进行充放电循环测试，获取充放电循环过程中，所述待检测电芯的第一容量保持率和内阻增加率；
根据所述第一容量保持率和所述内阻增加率，确定所述待检测电芯的循环寿命；
对所述待检测电芯进行满电搁置循环测试，获取满电搁置循环过程中，所述待检测电芯的第二容量保持率和容量恢复率；
根据所述第二容量保持率和所述容量恢复率，确定所述待检测电芯的日历寿命；
将所述循环寿命与预设循环寿命进行比较，且将所述日历寿命与预设日历寿命进行比较，得出所述稳定性参数值。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述待检测电芯的操控性参数值通过以下方式获取：
将所述待检测电芯在预设工况下的充放电功率与预设充放电功率进行比较，得出所述操控性参数值，其中，所述预设工况包括电动车辆在行驶过程中的操控模式。
18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述预设一致性参数值、所述预设安全性参数值、所述预设实用性参数值、所述预设稳定性参数值和所述预设操控性参数值根据电动车辆对所述动力电池包的需求确定。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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