CN110261725A - 一种检测预测电池系统连接可靠性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,用于若干电池组通过若干电连接点串联构成电池模组,电池模组的正负极端子经由电连接件形成对外输出电压的电池系统,对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,并对采集的温度进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性。本发明的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法采用采集电连接点的温度的方式,替代传统的阻抗检验法,可以同时对电连接点进行采集,测试简单,测试时间短,操作难度低,采集效率高,一次性就可以完成多个关键电连接点的检验,采集精度高,以电连接点的温度变化判断更准确。
Description
技术领域
本发明属于电池储能系统领域,具体涉及一种检测预测电池系统连接可靠性的方法。
背景技术
新电池可以靠筛选(所谓成组配对)来实现电池的一致性。但经过若干充放电循环后,这种一致性不复存在,表现在单体电池间的剩余能量相差甚大。
串并联的电池系统,电连接可靠性是影响电池使用性能和使用寿命的重要因素之一,尤其在螺栓紧固部位,由于产品生产、包装、运输、使用、存储等过程中,都有可能造成螺栓紧固性能下降,导致电连接可靠性下降,轻者影响产品使用性能,重者导致电池系统起火爆炸。
目前常用的电池系统电连接可靠性检验方法为阻抗检验法,其原理主要是测试电连接部位阻抗或压降,根据测试值以判断电池系统电连接可靠性。该方法在实际测试作业过程中,需要测试人员自备电阻仪等设备对每一个连接部位进行测试,随着电连接部位越多,测试复杂性和难度就越大,测试精度不高,识别度不高,容易导致测试遗漏,测试过程繁琐,测试时间长,对员工技能要求高,可操作性差,经济性差。
发明内容
本发明针对上述现有产品存在的问题,提供一种采集效率高,采集精度高的检测预测电池系统连接可靠性的方法。
一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,用于若干电池组通过若干电连接点串联构成电池模组,电池模组的正负极端子经由电连接件形成对外输出电压的电池系统,其特征在于:
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,并对采集的温度进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性。
作为优选,所述的对电池系统充电和放电包括如下步骤:
采用第一倍率将所述的电池系统充电至充满,并待所述的电连接点冷却至室温;
采用第二倍率将所述的电池系统放电,直至电池放空;
所述的第二倍率大于第一倍率。
作为优选,所述的第一倍率的范围为0.1~1C。
作为优选,所述的第二倍率的范围为1~10C。
作为优选,所述的进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性包括如下步骤:还包括电连接可靠性检测:
记录每个电连接点的温度峰值,记为Tmax;用Tmax(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
获取预设温度阀值TD,比较Tmax(i)与预设温度阀值TD的大小:若Tmax(i)≤TD,则该电连接点合格;若Tmax(i)>TD,则该电连接点不合格。
作为优选,所述的进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性包括如下步骤:还包括电连接机械可靠性预测:
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,得到每个电连接点的温升数据,记为第一温升差△T1;用ΔT1(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
对电池系统进行机械可靠性测试;
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,得到每个电连接点的温升数据,记为第二温升差△T2;用ΔT2(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
比较每个电连接点对应的第一温升差ΔT1(i)和第二温升差ΔT2(i),得到每个电连接点的机械可靠性测试前后的温升差△T(i);
获取预设温升阀值ΔTD,比较温升差△T(i)与预设温升阀值ΔTD的大小:若△T(i)≤ΔTD,则该电连接点安全性合格;若△T(i)<ΔTD,则该电连接点安全性不合格。
作为优选,所述的机械可靠性测试包括振动、冲击或高低温测试。
作为优选,采用电池系统自带的BMS监控系统获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
本发明采用采集电连接点的温度的方式,替代传统的阻抗检验法,可以同时对电连接点进行采集,测试简单,测试时间短,操作难度低,采集效率高,一次性就可以完成多个关键电连接点的检验,采集精度高,以电连接点的温度变化判断更准确。本发明的技术,既可以用于电连接可靠性检测,也可以用于电连接机械可靠性预测,既可以检测生产过程中的,也可模拟预测产品在包装、运输、使用、存储等全寿命过程中的电连接可靠性。
附图说明
图1是本发明的电池系统电连接可靠性检测流程图。
图2是本发明的电池系统电连接机械可靠性预测流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
根据产品实际生产和使用要求准备产品及相关物料。如图1所示,一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,用于若干电池组通过若干电连接点串联构成电池模组,电池模组的正负极端子经由电连接件形成对外输出电压的电池系统,其特征在于:
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,并对采集的温度进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性。
具体步骤如下,
S1,测试开始,电源正常连接电池系统的总正总负,BMS准备记录各个电连接点上的温度采集点;
S2,小电流充电,采用第一倍率对电池系统进行小电流充电,根据电池系统的其他充电相关要求,将电池充满;
S3,静置冷却,小电流充电后,可能导致电芯或电连接出现升温,充电完成后,对电池系统进行静置冷却处理,直至采集点温度与环境温度一致;
S4,大电流放电,采用第二倍率,对电池系统进行大电流放电,根据电池系统的其他充电相关要求,直至电池放空;
S5,保存数据,测试结束
更具体地,所述的对电池系统充电和放电包括如下步骤:
采用第一倍率将所述的电池系统充电至充满,并待所述的电连接点冷却至室温;
采用第二倍率将所述的电池系统放电,直至电池放空;
所述的第二倍率大于第一倍率。
更具体地,所述的第一倍率的范围为0.1~1C。
更具体地,所述的第二倍率的范围为1~10C。
更具体地,所述的进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性包括如下步骤:还包括电连接可靠性检测:
记录每个电连接点的温度峰值,记为Tmax;用Tmax(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
获取预设温度阀值TD,比较Tmax(i)与预设温度阀值TD的大小:若Tmax(i)≤TD,则该电连接点合格;若Tmax(i)>TD,则该电连接点不合格。
实施例一:电连接可靠性检测
某电池系统产品,采用16个电芯串并联,总共有32个关键电连接点,按照原有的阻抗检验法,需要测试人员自备电阻仪等设备对每一个连接部位进行测试,而且需要在产品装配过程中进行,测试过程繁琐,测试时间长,对员工技能要求高,可操作性差,安全性不高,容易损伤,测试精度不高,识别度不高。
采用本发明的方法测试时,具体过程如下:
S1,产品组装下线;
S2,进入产品检验区,准备好相关测试设备,进行温升测试;
S3,保存并读取32个关键电连接点各自的温度峰值Tmax(i),i∈[1,32]。Tmax(1)~Tmax(32),测试数据如下:
S4,获取预设温度阀值TD=50℃,对比各温度峰值与预设温度阀值TD,获得检验结果,
测试结果如下
S5,根据测试结果,可快速检查到第17号和第27号电连接点接触不良,不合格,其他
电连接安全可靠,检验结束。
采用本方法检验产品电连接可靠性,一次性就可以完成32个关键电连接点的检验。
作为优选,所述的进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性包括如下步骤:还包括电连接机械可靠性预测:
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,得到每个电连接点的温升数据,记为第一温升差△T1;用ΔT1(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
对电池系统进行机械可靠性测试;更具体地,根据国标等相关标准,对电池系统进行振动、冲击、高低温等机械可靠性测试,模拟产品在运输、储存、使用等过程中的实际工况。
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,得到每个电连接点的温升数据,记为第二温升差△T2;用ΔT2(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
比较每个电连接点对应的第一温升差△T1(i)和第二温升差ΔT2(i),得到每个电连接点的机械可靠性测试前后的温升差△T(i);
获取预设温升阀值ΔTD,比较温升差△T(i)与预设温升阀值ΔTD的大小:若△T(i)≤ΔTD,则该电连接点安全性合格;若△T(i)<ΔTD,则该电连接点安全性不合格。
实例二
电连接机械可靠性预测
某电池系统产品处于研发阶段,总共有16个关键电连接点,按照原有的阻抗检验法,需要测试人员自备电阻仪等设备对每一个连接部位进行测试,而且需要在产品装配过程中进行,测试过程繁琐,测试时间长,对员工技能要求高,可操作性差,安全性不高,容易损伤,测试精度不高,识别度不高。而且在机械可靠性测试前后进行两次阻抗检验,加大了测试不准确性。
采用本发明的方法测试时,具体过程如下:
S1,样机就位,并准备好相关测试设备;
S2,获取并保存各电连接点的第一温升差ΔT1(i),i∈[1,16]。ΔT1(1)~ΔT1(16),测试数据如下:,测试数据如下:
采集点 | 温升值 | 采集点 | 温升值 |
ΔT<sub>1</sub>(1) | 17.2 | ΔT<sub>1</sub>(9) | 17.5 |
ΔT<sub>1</sub>(2) | 17.7 | ΔT<sub>1</sub>(10) | 17.7 |
ΔT<sub>1</sub>(3) | 17.3 | ΔT<sub>1</sub>(11) | 18.2 |
ΔT<sub>1</sub>(4) | 17.2 | ΔT<sub>1</sub>(12) | 17.3 |
ΔT<sub>1</sub>(5) | 17.1 | ΔT<sub>1</sub>(13) | 17.2 |
ΔT<sub>1</sub>(6) | 17.9 | ΔT<sub>1</sub>(14) | 18.3 |
ΔT<sub>1</sub>(7) | 17.7 | ΔT<sub>1</sub>(15) | 17.7 |
ΔT<sub>1</sub>(8) | 16.3 | ΔT<sub>1</sub>(16) | 16.5 |
S3,进行机械可靠性测试,该产品设计采用的是GB/T31467.3标准里的振动和冲击两项测试;
S4,获取并保存各电连接点的第二温升差ΔT2(i),i∈[1,16]。获得如下数据:
采集点 | 温度峰值 | 采集点 | 温度峰值 |
ΔT<sub>2</sub>(1) | 17.7 | ΔT<sub>2</sub>(9) | 18.2 |
ΔT<sub>2</sub>(2) | 17.9 | ΔT<sub>2</sub>(10) | 18.1 |
ΔT<sub>2</sub>(3) | 17.3 | ΔT<sub>2</sub>(11) | 22.9 |
ΔT<sub>2</sub>(4) | 17.5 | ΔT<sub>2</sub>(12) | 17.6 |
ΔT<sub>2</sub>(5) | 17.4 | ΔT<sub>2</sub>(13) | 17.9 |
ΔT<sub>2</sub>(6) | 18.2 | ΔT<sub>2</sub>(14) | 18.9 |
ΔT<sub>2</sub>(7) | 18.3 | ΔT<sub>2</sub>(15) | 18.2 |
ΔT<sub>2</sub>(8) | 17.3 | ΔT<sub>2</sub>(16) | 17.1 |
S5,计算步骤S2和步骤S4之间的温升差△T(i),结果如下:
S6,对比各温升差与预设温升差阀值ΔTD=2℃,获得检验结果,测试结果如下
采集点 | 测试结果 | 采集点 | 测试结果 |
1 | OK | 9 | OK |
2 | OK | 10 | OK |
3 | OK | 11 | NG |
4 | OK | 12 | OK |
5 | OK | 13 | OK |
6 | OK | 14 | OK |
7 | OK | 15 | OK |
8 | OK | 16 | OK |
S7,根据测试结果,可快速检查到第11号电连接点温升差较大,即该点产品在运输、储存、使用等过程中连接可靠性下降显著,需改进设计,以提高电连接机械可靠性;
S8,测试结束。
更具体地,所述的机械可靠性测试包括振动、冲击或高低温测试。
更具体地,采用电池系统自带的BMS监控系统获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度。对电池系统自带BMS监控系统加以充分利用,只需记录对比前后充放电过程中的温升数据,即可准确定位电连接可靠性低的部位,判定电连接可靠性下降情况。本发明无需人员靠近电池系统,测试过程中,安全可靠。
本发明的采集精度高,极大地降低了电池系统因电连接可靠性问题导致的产品性能下降,甚至造成重大安全事故的可能性,极大地方便了电池系统在实际使用过程中的检查以及维修工作。
在本说明书的描述中,参考术语“一种实施方式”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一种实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例,其具体结构允许有变化,凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,用于若干电池组通过若干电连接点串联构成电池模组,电池模组的正负极端子经由电连接件形成对外输出电压的电池系统,其特征在于:
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,并对采集的温度进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:所述的对电池系统充电和放电包括如下步骤:
采用第一倍率将所述的电池系统充电至充满,并待所述的电连接点冷却至室温;
采用第二倍率将所述的电池系统放电,直至电池放空;
所述的第二倍率大于第一倍率。
3.根据权利要求2所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:所述的第一倍率的范围为0.1~1C。
4.根据权利要求2所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:所述的第二倍率的范围为1~10C。
5.根据权利要求1所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:所述的进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性包括如下步骤:还包括电连接可靠性检测:
记录每个电连接点的温度峰值,记为Tmax;用Tmax(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
获取预设温度阀值TD,比较Tmax(i)与预设温度阀值TD的大小:若Tmax(i)≤TD,则该电连接点合格;若Tmax(i)>TD,则该电连接点不合格。
6.根据权利要求1所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:所述的进行数据分析,获取电池系统连接的可靠性包括如下步骤:还包括电连接机械可靠性预测:
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,得到每个电连接点的温升数据,记为第一温升差ΔT1;用ΔT1(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
对电池系统进行机械可靠性测试;
对电池系统充电和放电,获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度,得到每个电连接点的温升数据,记为第二温升差ΔT2;用ΔT2(i)表示第i个电连接点的温度峰值;
比较每个电连接点对应的第一温升差ΔT1(i)和第二温升差ΔT2(i),得到每个电连接点的机械可靠性测试前后的温升差ΔT(i);
获取预设温升阀值ΔTD,比较温升差ΔT(i)与预设温升阀值ΔTD的大小:若ΔT(i)≤ΔTD,则该电连接点安全性合格;若ΔT(i)<ΔTD,则该电连接点安全性不合格。
7.根据权利要求1所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:所述的机械可靠性测试包括振动、冲击或高低温测试。
8.根据权利要求1所述的一种检测预测电池系统连接可靠性的方法,其特征在于:采用电池系统自带的BMS监控系统获取充电和放电过程中从各个电连接点采集的温度。
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