CN110488201B - 一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法、系统、存储介质 - Google Patents

一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法、系统、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法、系统、存储介质，涉及锂电池的技术领域，解决了不能很好的将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来，导致了使用到电动汽车中的锂电池会出现半路趴窝的情况，或者起火等严重的安全事故的问题，其包括获取当前锂离子电池的自放电荷电状态并得到自放电信息；根据自放电信息与所预设的基准幅度状态信息之间的比较情况以调节锂电子电池至与基准幅度状态信息相对应的荷电状态；对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电，获取锂离子电池的电压差信息以判断锂离子电池的自放电异常状态。本发明具有快速将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来的效果。

Description

一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法、系统、存储介质
技术领域
本发明涉及锂电池的技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法、系统、存储介质。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池（充电电池），锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
目前锂离子电池应用广泛，像笔记本，数码相机，手机等等，现在锂离子电池更多地也用在汽车，移动基站，储能电站中，在这种情况下，电池不再像3C数码类的锂离子电池一样以单体使用，更多的是以串联或者并联电池组的形式出现。
对于电池来说，内阻可以看做电容和电阻的串并联模型，而内阻的存在就是自放电的根本原因。所以，对于锂离子电池来说，自放电是普遍存在的。
目前，对于锂离子电池自放电的筛选，采用在一个实验温度下，使电池处于一个荷电状态下进行搁置，再经过一段时间的搁置后，计算在此时间中的电压差，从而判断放电的情况。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通过上述的锂离子电池自放电筛选方法，不能很好的将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来，导致了使用到电动汽车中的锂电池会出现半路趴窝的情况，或者起火等严重的安全事故，还有改进的空间。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，快速将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，包括：
获取当前锂离子电池的自放电荷电状态并得到自放电信息；
根据自放电信息与所预设的基准幅度状态信息之间的比较情况以调节锂电子电池至与基准幅度状态信息相对应的荷电状态；
对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电，获取锂离子电池的电压差信息以判断锂离子电池的自放电异常状态。
通过采用上述技术方案，对当前锂离子电池的自放电荷电状态进行信息的收集，从而与基准幅度状态信息进行对比，获得高于基准幅度状态信息相对应的荷电状态，通过对反应激烈的部分进行搁置放电，从而对搁置状态下的电压差信息进行判断，从而判断自放电异常状态，更加高效。
本发明进一步设置为：包括：
获得当前用户的当前行为信息；
从预先设置的行为信息与指令信息之间的对应关系中，查找与所述当前行为信息对应的当前指令信息；
行为信息包括温度触发信息、充放电电流触发信息，指令信息包括与温度触发信息相对应的温度执行指令、与充放电电流触发信息相对应的充放电电流触发指令；
根据温度执行指令与充放电电流执行指令以获取当前自放电信息。
通过采用上述技术方案，对检测时候的温度和充放电电流的规定，从而提高检测时候的统一性，方便对数据进行归集，同时提高检测的整体效率，实用性强。
本发明进一步设置为：行为信息还包括数据踩点时间间隔触发信息，指令信息还包括与数据踩点时间间隔触发信息相对应的数据踩点时间间隔执行指令；
根据温度执行指令、充放电电流执行指令、数据踩点时间间隔执行指令以获取当前自放电信息。
通过采用上述技术方案，对数据采集时间间隔触发信息进行统一，不仅可以统一整体的幅度图，同时将数据进行统一归集，方便对后期的统一对比，提高整体效率。
本发明进一步设置为：包括：
获取自放电信息；
根据自放电信息以生成dV/dSOC-SOC图以供基准幅度状态信息的对比。
通过采用上述技术方案，通过对自放电信息的获取，从而将自放电信息转换生成dV/dSOC-SOC图，从而使用户可以更加直观的查看，同时方便与基准幅度状态信息之间的对比，也可以直接通过肉眼进行获得出，提高整体效率。
本发明进一步设置为：基准幅度状态信息的获取方法包括：
获取dV/dSOC-SOC图并求出相邻两个点之间的斜率K=∆y/∆x；
根据求出的斜率K，将斜率K按照荷电状态的正序进行排列，并将斜率正、负突变转换的数值进行标注，并获得相邻两个标注之间的所有斜率Kn；
获取斜率Kn中的最大斜率Kmax；
若最大斜率Kmax大于或等于所预设的基准斜率Kj，则判断为异常斜率Ky；
获取异常斜率Ky,并判断斜率Kn是否为连续状态；
若为单独状态，将异常斜率Ky定义为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；
若为连续状态，获取连续状态中的斜率转折点，将斜率转折点的中间数量所对应的异常斜率Ky定义为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；
若中间数量为偶数时，获取两个异常斜率Ky中最大的为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；当两个异常斜率Ky一样大时，获取荷电状态早的一个异常斜率Ky为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电。
通过采用上述技术方案，通过dV/dSOC-SOC图，并且由系统对dV/dSOC-SOC图进行分析，对dV/dSOC-SOC图中的相邻两点之间的斜率进行获取，从而判断出异常的斜率，再将所有异常的斜率进行对比，以获得荷电状态中的异常波峰，提高效率。
本发明进一步设置为：包括：
获取搁置放电状态的锂离子电池的电压差信息；
根据电压差信息生成电压箱线图。
通过采用上述技术方案，将电压差信息进行获取，并且生成电压箱线图，通过电压箱线图，可以提高整体的观测性，工作人员可以通过肉眼可以直接进行了解，更加的直观。
本发明进一步设置为：包括
获取电压箱线图与电压差信息；
根据电压差信息与所预设的基准电压差信息之间的比较情况以获得稳定电压信息并同步得到稳定时间信息。
通过采用上述技术方案，通过对电压箱线图与电压差信息的获取，对搁置状态下的锂离子电池的状态进行分析，从而获得到稳定时间，进而进行记录，以方便后期使用。
本发明进一步设置为：包括：
获取多个锂离子电池的稳定电压信息与稳定时间信息；
根据荷电状态下的锂离子电池的稳定时间信息与所预设的基准稳定时间信息之间的比较情况以得出用时最短的荷电状态，即确定锂离子电池自放电筛选的荷电状态。
通过采用上述技术方案，将稳定时间信息与稳定电压信息进行获取，在通过与基准稳定时间进行对比，从而获得用时最短的荷电状态，以确定锂离子电池自放电筛选的荷电状态。
本发明的第二目的是提供一种锂离子电池荷电状态放电筛选系统，快速将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种锂离子电池荷电状态放电筛选系统，包括：
获取模块，用于获取自放电信息以及电压差信息；
存储器，用于存储如上述的锂离子电池荷电状态放电筛选方法的程序；
处理器，存储器中的程序能够被处理器加载执行且实现上述的锂离子电池荷电状态放电筛选方法。
通过采用上述技术方案，对当前锂离子电池的自放电荷电状态进行信息的收集，从而与基准幅度状态信息进行对比，获得高于基准幅度状态信息相对应的荷电状态，通过对反应激烈的部分进行搁置放电，从而对搁置状态下的电压差信息进行判断，从而判断自放电异常状态，更加高效。
本发明的第三目的是提供一种存储介质，快速将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种存储介质，包括能够被处理器加载执行时实现上述锂离子电池荷电状态放电筛选方法的程序。
通过采用上述技术方案，对当前锂离子电池的自放电荷电状态进行信息的收集，从而与基准幅度状态信息进行对比，获得高于基准幅度状态信息相对应的荷电状态，通过对反应激烈的部分进行搁置放电，从而对搁置状态下的电压差信息进行判断，从而判断自放电异常状态，更加高效。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.快速将锂离子电池自放电异常的电芯进行筛选出来；
2.减少了测试周期；
3.同时满足容量型和功率型锂离子电池的检测，实用性广。
附图说明
图1是锂离子电池荷电状态放电筛选方法的方法示意图。
图2是温度、充放电电流、数据踩点时间的方法示意图。
图3是基准幅度状态信息的获取方法示意图。
图4是锂离子电池自放电筛选的荷电状态的方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。
参照图1所示，为本发明公开的一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，包括以下步骤：
1、确定锂离子电池的充放电温度、电流等参数，并进行充放电；
2、对充放电的数据进行接收获取，并将数据处理绘制dV/dSOC-SOC图，找出幅度变化较大的波段；
3、将锂离子电池调节到步骤2中幅度变化较大的SOC状态，进行搁置，获得搁置器件的电压差；
4、获得这一批次的所有锂离子电池的电压箱线图，以得到电芯稳定的时间；
5、对比所有锂离子电池的电芯稳定时间，获取本批次锂离子电池的最短监测周期，用时最短的荷电状态即是最优锂离子电池自放电筛选的荷电状态。
参照图1所示，锂离子电池荷电状态放电筛选方法包括以下步骤：
获取当前锂离子电池的自放电荷电状态并得到自放电信息；
根据自放电信息与所预设的基准幅度状态信息之间的比较情况以调节锂电子电池至与基准幅度状态信息相对应的荷电状态；
对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电，获取锂离子电池的电压差信息以判断锂离子电池的自放电异常状态。
自放电信息主要为电池充放电时的电压信息，而所预设的基准幅度状态信息为波动的信息，通过对比从而获取波动幅度超标的波形，从而获得相对应的荷电状态，再将锂离子电池调节至对应的荷电状态，从而进行搁置放电，以准确快速的判断出锂离子电池的自放电异常状态。
参照图2所示，在锂离子电池充放电的时候，需要对周围的环境等信息进行统一规定，因此本实施例中，主要对温度、充放电电流、采集数据的间隔时间进行规定。
其规定方法如下：
获得当前用户的当前行为信息；
从预先设置的行为信息与指令信息之间的对应关系中，查找与所述当前行为信息对应的当前指令信息；
行为信息包括温度触发信息、充放电电流触发信息、数据踩点时间间隔触发信息；
指令信息包括与温度触发信息相对应的温度执行指令、与充放电电流触发信息相对应的充放电电流触发指令、与数据踩点时间间隔触发信息相对应的数据踩点时间间隔执行指令；
根据温度执行指令、充放电电流执行指令、数据踩点时间间隔执行指令以获取当前自放电信息。
本实施例中，锂离子电池在室温下进行测试，实施例中的室温为25℃±5℃，并且按照0.1C电流对电池进行满充满放，在测试过程中，数据踩点时间间隔为0.1s，从而得到锂离子电池的满充满放数据。
参照图3所示，当系统中获得自放电信息后，对自放电信息中的数据建立图标，再进行对比，且方法如下：
获取自放电信息；
根据自放电信息以生成dV/dSOC-SOC图以供基准幅度状态信息的对比。
本实施例中，基准幅度状态信息的获取随着本次测试的锂离子电池的类型进行自行调节，因此基准幅度状态信息不是一个固定值，而基准幅度状态信息的获取方法包括：
获取dV/dSOC-SOC图并求出相邻两个点之间的斜率K=∆y/∆x；
根据求出的斜率K，将斜率K按照荷电状态的正序进行排列，并将斜率正、负突变转换的数值进行标注，并获得相邻两个标注之间的所有斜率Kn；
获取斜率Kn中的最大斜率Kmax；
若最大斜率Kmax大于或等于所预设的基准斜率Kj，则判断为异常斜率Ky；
获取异常斜率Ky,并判断斜率Kn是否为连续状态；
若为单独状态，将异常斜率Ky定义为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；
若为连续状态，获取连续状态中的斜率转折点，将斜率转折点的中间数量所对应的异常斜率Ky定义为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；
若中间数量为偶数时，获取两个异常斜率Ky中最大的为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；当两个异常斜率Ky一样大时，获取荷电状态早的一个异常斜率Ky为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电。
通过对比斜率从而判断出波形中波峰幅度波动较大的波段区域，从而进行判断。
对测试数据进行处理的过程中，当得到锂离子电池充放电dV/dSOC数据后，做出dV/dSOC-SOC图，根据dV/dSOC-SOC图系统根据斜率在SOC范围内寻找异常状态，即有明显的峰，不同峰的存在，是因为电芯在各个SOC时锂离子电池内部的反应程度是不同的。
dV/dSOC数值比较大，说明电池内部反应比较强烈，因此，将锂离子电池中的不良也能够更好地体现出来。
也能够选取同一批次的锂离子电池，再将锂离子电池分别调节到dV/dSOC-SOC图中，根据不同峰值的SOC状态，进行搁置，并且连续监测电压，从而进行检测判断，可记做V0。
参照图4所示，当获得异常波峰后，则将锂离子电池充分电至对应的荷电状态，并且获取电压差，电压差的获得方式如下：
获取搁置放电状态的锂离子电池的电压差信息；
根据电压差信息生成电压箱线图；
再获取电压箱线图与电压差信息；
根据电压差信息与所预设的基准电压差信息之间的比较情况以获得稳定电压信息并同步得到稳定时间信息。
因为锂离子电池荷电状态下自放电筛选测试的电压箱线图是不同的，因此需要根据箱线图确定电芯达到稳定的时间，并将得到电压记做V1。
比对各个荷电状态下，自放电稳定的时间，用时最短的可以确定为自放电筛选荷电状态。
电压箱线图的横坐标可以为搁置时间，纵坐标为电压差，从而进行体现，而电芯的OCV随SOC变化曲线图中，横坐标可以为SOC（%）,纵左边为dV/dsoc。
本方法可以适应不同的锂离子电池，当改变了锂离子电池体系，例如正负极材料、电解液、隔膜和集流体等，需要按照上述方法重新对dV/dSOC-SOC测试，即一个锂离子电池体系只对应一个自放电筛选荷电状态。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种锂离子电池荷电状态放电筛选系统，包括：
获取模块，用于获取自放电信息以及电压差信息；
存储器，存储器用于存储入图1-4中的方法；
处理器，存储器中的程序能够被处理器加载执行且实现如图1-4中的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种存储介质，包括能够被处理器加载执行包括如图1-4流程中的各个步骤。
计算机存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种摄像头， 包括：处理器，用于加载并执行指令集；以及上述的存储介质。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，其特征在于，包括：
获取当前锂离子电池的自放电荷电状态并得到自放电信息；
根据自放电信息与所预设的基准幅度状态信息之间的比较情况以调节锂离子电池至与基准幅度状态信息相对应的荷电状态；
对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电，获取锂离子电池的电压差信息以判断锂离子电池的自放电异常状态；
包括：
获得当前用户的当前行为信息；
从预先设置的行为信息与指令信息之间的对应关系中，查找与所述当前行为信息对应的当前指令信息；
行为信息包括温度触发信息和充放电电流触发信息，指令信息包括与温度触发信息相对应的温度执行指令和与充放电电流触发信息相对应的充放电电流执行指令；
根据温度执行指令与充放电电流执行指令以获取当前自放电信息；
或者，行为信息包括温度触发信息、充放电电流触发信息和数据踩点时间间隔触发信息，指令信息包括与温度触发信息相对应的温度执行指令、与充放电电流触发信息相对应的充放电电流执行指令和与数据踩点时间间隔触发信息相对应的数据踩点时间间隔执行指令；
根据温度执行指令、充放电电流执行指令和数据踩点时间间隔执行指令以获取当前自放电信息；
获取自放电信息；
根据自放电信息以生成dV/dSOC-SOC图以供基准幅度状态信息的对比；
基准幅度状态信息的获取方法包括：
获取dV/dSOC-SOC图并求出相邻两个点之间的斜率K=∆y/∆x；∆y为dV/dSOC的变化量，∆x为SOC的变化量；
根据求出的斜率K，将斜率K按照荷电状态的正序进行排列，并将斜率正、负突变转换的数值进行标注，并获得相邻两个标注之间的所有斜率Kn；
获取斜率Kn中的最大斜率Kmax；
若最大斜率Kmax大于或等于所预设的基准斜率Kj，则判断为异常斜率Ky；
获取异常斜率Ky,并判断斜率Kn是否为连续状态；
若为单独状态，将异常斜率Ky定义为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；
若为连续状态，获取连续状态中的斜率转折点，将斜率转折点的中间数量所对应的异常斜率Ky定义为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；
若中间数量为偶数时，获取两个异常斜率Ky中最大的为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电；当两个异常斜率Ky一样大时，获取荷电状态小的一个异常斜率Ky为荷电状态中的异常波峰，并对调节至对应荷电状态的锂离子电池进行搁置放电。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，其特征在于：包括：
获取搁置放电状态的锂离子电池的电压差信息；
根据电压差信息生成电压箱线图。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，其特征在于：包括
获取电压箱线图与电压差信息；
根据电压差信息与所预设的基准电压差信息之间的比较情况以获得稳定电压信息并同步得到稳定时间信息。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池荷电状态放电筛选方法，其特征在于：包括：
获取多个锂离子电池的稳定电压信息与稳定时间信息；
根据荷电状态下的锂离子电池的稳定时间信息与所预设的基准稳定时间信息之间的比较情况以得出用时最短的荷电状态，即确定锂离子电池自放电筛选的荷电状态。
5.一种锂离子电池荷电状态放电筛选系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取自放电信息以及电压差信息；
存储器，用于存储如权利要求1至4中任一项的锂离子电池荷电状态放电筛选方法的程序；
处理器，存储器中的程序能够被处理器加载执行且实现如权利要求1至4中任一项的锂离子电池荷电状态放电筛选方法。
6.一种存储介质，其特征是，包括能够被处理器加载执行时实现如权利要求1至4中任一项的锂离子电池荷电状态放电筛选方法的程序。
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