CN112924119A - 电池模组漏液检测方法 - Google Patents

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CN112924119A CN201911246893.7A CN201911246893A CN112924119A CN 112924119 A CN112924119 A CN 112924119A CN 201911246893 A CN201911246893 A CN 201911246893A CN 112924119 A CN112924119 A CN 112924119A
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胡振宇
管香港
李思昊
王晓亚
任如意
郭挺
刘宇
谢晖
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/40—Investigating fluid-tightness of structures by using electric means, e.g. by observing electric discharges

Abstract

本发明提供了一种电池模组漏液检测方法，包括获取电池模组内各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i；计算电池模组内各并联电池单元的充放电电压的平均值
Figure DDA0002305522380000011
及
Figure DDA0002305522380000012
判断各并联电池单元的充放电电压与
Figure DDA0002305522380000013
及
Figure DDA0002305522380000014
的关系；计算X充高i与
Figure DDA0002305522380000015
的偏差值及
Figure DDA0002305522380000016
与X放低i的偏差值并判断对应的并联电池单元存在漏液。本发明解决了漏液监测不及时的问题，提供一种电池模组漏液检测方法。

Description

电池模组漏液检测方法
技术领域
本发明涉及一种电池模组漏液检测方法。
背景技术
电池模组作为电动汽车上的储能装置，包括多个单体电池。单体电池由于自身存在的缺陷或者安装固定结构的问题，在经过一段时间的使用后，可能会发生漏液的现象。漏出的电解液含有可燃的有机物质，电解液暴露在空气中易被火花或者静电放电点燃，从而降低电池包的安全性，给整车带来危险。
目前可以通过气体检测来完成漏液检测，其检测原理是：电池箱内是一个相对密闭的空间，当电池组发生电解液泄漏时往往会形成一些气体，利用气体检测器来检测这些气体，若检测器检测到了这些气体说明发生了电解液泄漏事故。但是这种检测方法存在一些缺陷：1、气体检测器相对昂贵，而且在气体浓度较低的时候检测效果并不好；2、气体检测器是在电池箱内气体达到一定浓度时才能发现，此时电解液已经泄漏较多，且由于电解液是暴露在空气中，容易在完成检测前引发安全事故。
发明内容
本发明实施例提供一种电池模组漏液检测方法，包括如下步骤：
A.获取电池模组内各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i，其中，电池模组内各并联电池单元之间为串联连接；
电池模组包括多个单体电池，并联电池单元由单体电池或者多组串联的单体电池并联组成，各并联电池单元串联形成电池模组。X充i为第i个并联电池单元的充电电压；X放i为第i个并联电池单元的放电电压。
B.计算电池模组内各并联电池单元的充电电压的平均值
Figure BDA0002305522360000011
及电池模组内各并联电池单元的放电电压的平均值
Figure BDA0002305522360000012
大于
Figure BDA0002305522360000013
的充电电压为X充高i，小于
Figure BDA0002305522360000014
的放电电压为X放低i，如果任一并联电池单元同时存在X充高i及X放低i，则进行步骤C，否则，判断电池模组未漏液；
C.计算X充高i与
Figure BDA0002305522360000021
的偏差值及
Figure BDA0002305522360000022
与X放低i的偏差值；如果X充高i与
Figure BDA0002305522360000023
的偏差值大于第一阈值，且
Figure BDA0002305522360000024
与X放低i的偏差值大于第二阈值，则对应的并联电池单元存在漏液。
X充i与
Figure BDA0002305522360000025
的偏差值可以通过任何现有理论进行获取，只要能够区分X充i与
Figure BDA0002305522360000026
之间的偏离程度即可；
Figure BDA0002305522360000027
与X放i的偏差值可以通过任何现有理论进行获取，只要能够区分
Figure BDA0002305522360000028
与X放i之间的偏离程度即可。第一阈值和第二阈值的取值根据经验或者实验数据获取，其取值与偏差值的算法相关联，根据偏差值的不同计算方法，阈值的取值可能是不相同的。
本发明实施例提供的方法简单易行，无需对电池模组进行拆解和破坏，且整个检测过程可以在电池模组正常充放电过程中进行，便于在电动车辆运行过程中对电池模组进行实时监测。
偏差值通过z-score标准化法获取，第一阈值和第二阈值均为1。
z-score标准化法获取偏差值的公式为
Figure BDA0002305522360000029
Xi为第i个并联电池单元的充电或者放电电压，
Figure BDA00023055223600000210
为各并联电池单元的充电或者放电电压的平均值。
偏差值通过四分位距法获取，第一阈值和第二阈值均为1.5。
四分位距法获取偏差值的公式为
Figure BDA00023055223600000211
Xi为第i个并联电池单元的充电或者放电电压，Q1为下四分位数，Q3为上四分位数。
步骤A中的充电电压X充i和/或放电电压X放i通过电池包BMS读取。
获取充电电压X充i时，电池模组的SOC为60％～100％。
电池模组的SOC为60％～100％时，检测结果更为精确。
获取放电电压X放i时，电池模组的SOC为10％～40％。
电池模组的SOC为10％～40％时，检测结果更为精确。
平均值为算数平均值。
本发明实施例的有益效果：
本发明实施例提供的检测方法，简单易行，成本低廉；无需对电池模组进行拆解和破坏，可以在电动车辆运行过程中对电池模组进行实时监测，便于在安全事故发生前快速检测出电解液是否泄露，有利于提高电池模组的安全性。
附图说明
图1为单个并联电池单元的充放电曲线示意图。
图2为电池模组内各单体电池的连接关系示意图。
附图标记说明：
1.并联电池单元；2：单体电池。
具体实施方式
以下的具体实施方式对本发明进行了详细的描述，然而本发明并不限制于以下实施方式。
本发明的实施例提供一种电池模组漏液检测方法，包括如下步骤：
A.获取电池模组内各并联电池单元1的充电电压X充i及放电电压X放i，其中，电池模组内各并联电池单元1之间为串联连接；
B.计算电池模组内各并联电池单元1的充电电压的平均值
Figure BDA0002305522360000031
及电池模组内各并联电池单元1的放电电压的平均值
Figure BDA0002305522360000032
大于
Figure BDA0002305522360000033
的充电电压为X充高i，小于
Figure BDA0002305522360000034
的放电电压为X放低i，如果任一并联电池单元同时存在X充高i及X放低i，则进行步骤C，否则，判断电池模组未漏液；
C.计算X充高i与
Figure BDA0002305522360000035
的偏差值及
Figure BDA0002305522360000036
与X放低i的偏差值；如果X充高i与
Figure BDA0002305522360000037
的偏差值大于第一阈值，且
Figure BDA0002305522360000038
与X放低i的偏差值大于第二阈值，则对应的并联电池单元1存在漏液。
所述偏差值可通过z-score标准化法获取，第一阈值和第二阈值均为1。
z-score标准化法获取偏差值的公式为
Figure BDA0002305522360000039
Xi为第i个并联电池单元1的充电或者放电电压，
Figure BDA00023055223600000310
为各并联电池单元1的充电或者放电电压的平均值。
所述偏差值还可通过四分位距法获取，第一阈值和第二阈值均为1.5。
四分位距法获取偏差值的公式为
Figure BDA0002305522360000041
Xi为第i个并联电池单元1的充电或者放电电压，Q1为下四分位数，Q3为上四分位数。
步骤A中的充电电压X充i和/或放电电压X放i通过电池包BMS读取。
获取充电电压X充i时，电池模组的SOC为60％～100％。
获取放电电压X放i时，电池模组的SOC为10％～40％。
所述平均值为算数平均值
实施例1
如图2所示，本实施例的电池模组为3并9串的三元电池，各并联电池单元从1到9依次编号，各并联电池单元由三个单体电池2并联组成。充电时，电池模组的SOC为60％，放电时，电池模组的SOC为40％，事先已知编号为2和5的并联电池单元存在漏液。运用本发明提供的电池模组漏液检测方法验证该漏液结果，充电电压X充i和放电电压X放i通过电池包BMS读取，各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i如表1所示。
表1
Figure BDA0002305522360000042
其中，
Figure BDA0002305522360000043
为电池模组内各并联电池单元的充电电压的算数平均值，
Figure BDA0002305522360000044
为电池模组内各并联电池单元的放电电压的算数平均值；电压单位为V。
根据表1所示，X充2和X充5大于
Figure BDA0002305522360000045
且该两个并联电池单元对应的X放2和X放5小于
Figure BDA0002305522360000046
所述偏差值通过z-score标准化法获取，第一阈值和第二阈值均为1。根据z-score标准化法计算公式，X充高2与
Figure BDA0002305522360000047
的偏差值Y充2＝1.0762，X充高5与
Figure BDA0002305522360000048
的偏差值Y充5＝2.2839；X放低2与
Figure BDA0002305522360000049
的偏差值Y放2＝1.0416，X放低5与
Figure BDA00023055223600000410
的偏差值Y放5＝2.1723。由于Y充2大于第一阈值1且Y放2大于第二阈值1，可以判断对应的该并联电池单元存在漏液；同理Y充5大于第一阈值1且Y放5大于第二阈值1，可以判断对应的该并联电池单元也存在漏液。
实施例2
如图2所示，本实施例的电池模组为3并9串的三元电池，各并联电池单元从1到9依次编号，各并联电池单元由三个单体电池2并联组成。充电时，电池模组的SOC为80％，放电时，电池模组的SOC为20％，事先已知编号为4和7的并联电池单元存在漏液。运用本发明提供的电池模组漏液检测方法验证该漏液结果，充电电压X充i和放电电压X放i通过电池包BMS读取，各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i如表2所示。
表2
Figure BDA0002305522360000051
其中，
Figure BDA0002305522360000052
为电池模组内各并联电池单元的充电电压的算数平均值，
Figure BDA0002305522360000053
为电池模组内各并联电池单元的放电电压的算数平均值；电压单位为V。
根据表2所示，X充4和X充7大于
Figure BDA0002305522360000054
且该两个并联电池单元对应的X放4和X放7小于
Figure BDA0002305522360000055
所述偏差值通过z-score标准化法获取，第一阈值和第二阈值均为1。根据z-score标准化法计算公式，X充高4与
Figure BDA0002305522360000056
的偏差值Y充4＝1.0557，X充高7与
Figure BDA0002305522360000057
的偏差值Y充7＝2.2745；X放低4与
Figure BDA0002305522360000058
的偏差值Y放4＝1.0859，X放低7与
Figure BDA0002305522360000059
的偏差值Y放7＝2.1908。由于Y充4大于第一阈值1且Y放4大于第二阈值1，可以判断对应的该并联电池单元存在漏液；同理Y充7大于第一阈值1且Y放7大于第二阈值1，可以判断对应的该并联电池单元也存在漏液。
实施例3
如图2所示，本实施例的电池模组为3并9串的三元电池，各并联电池单元从1到9依次编号，各并联电池单元由三个单体电池2并联组成。充电时，电池模组的SOC为75％，放电时，电池模组的SOC为25％，事先各并联电池单元不存在漏液。运用本发明提供的电池模组漏液检测方法验证该结果，充电电压X充i和放电电压X放i通过电池包BMS读取，各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i如表3所示。
表3
Figure BDA0002305522360000061
其中，
Figure BDA0002305522360000062
为电池模组内各并联电池单元的充电电压的算数平均值，
Figure BDA0002305522360000063
为电池模组内各并联电池单元的放电电压的算数平均值；电压单位为V。
根据表3所示，不存在X充高i大于
Figure BDA0002305522360000064
且该对应的并联电池单元的X放低i小于
Figure BDA0002305522360000065
因此可以直接得出结论，电池模组不存在漏液。
实施例4
如图2所示，本实施例的电池模组为3并9串的三元电池，各并联电池单元从1到9依次编号，各并联电池单元由三个单体电池2并联组成。充电时，电池模组的SOC为100％，放电时，电池模组的SOC为10％，事先已知编号为3和4的并联电池单元存在漏液。运用本发明提供的电池模组漏液检测方法验证该漏液结果，充电电压X充i和放电电压X放i通过电池包BMS读取，各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i如表4所示。
表4
Figure BDA0002305522360000066
Figure BDA0002305522360000071
其中，
Figure BDA0002305522360000072
为电池模组内各并联电池单元的充电电压的算数平均值，
Figure BDA0002305522360000073
为电池模组内各并联电池单元的放电电压的算数平均值；电压单位为V。
根据表4所示，X充3和X充4大于
Figure BDA0002305522360000074
且该两个并联电池单元对应的X放3和X放4小于
Figure BDA0002305522360000075
所述偏差值通过四分位距法获取，第一阈值和第二阈值均为1.5。根据四分位距法计算公式，X充高3与
Figure BDA0002305522360000076
的偏差值Y充3＝21.6627，X充高4与
Figure BDA0002305522360000077
的偏差值Y充4＝5.7712；X放低3与
Figure BDA0002305522360000078
的偏差值Y放3＝2.6217，X放低4与
Figure BDA0002305522360000079
的偏差值Y放4＝1.8839。由于Y充3大于第一阈值1.5且Y放3大于第二阈值1.5，可以判断对应的该并联电池单元存在漏液；同理Y充4大于第一阈值1.5且Y放4大于第二阈值1.5，可以判断对应的该并联电池单元也存在漏液。
实施例5
如图2所示，本实施例的电池模组为3并9串的三元电池，各并联电池单元从1到9依次编号，各并联电池单元由三个单体电池2并联组成。充电时，电池模组的SOC为90％，放电时，电池模组的SOC为15％，事先已知编号为1和5的并联电池单元存在漏液。运用本发明提供的电池模组漏液检测方法验证该漏液结果，充电电压X充i和放电电压X放i通过电池包BMS读取，各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i如表5所示。
表5
Figure BDA00023055223600000710
其中，
Figure BDA0002305522360000081
为电池模组内各并联电池单元的充电电压的算数平均值，
Figure BDA0002305522360000082
为电池模组内各并联电池单元的放电电压的算数平均值；电压单位为V。
根据表5所示，X充1和X充5大于
Figure BDA0002305522360000083
且该两个并联电池单元对应的X放1和X放5小于
Figure BDA0002305522360000084
所述偏差值通过四分位距法获取，第一阈值和第二阈值均为1.5。根据四分位距法计算公式，X充高1与
Figure BDA0002305522360000085
的偏差值Y充1＝22.5385，X充高5与
Figure BDA0002305522360000086
的偏差值Y充5＝8.4038；X放低1与
Figure BDA0002305522360000087
的偏差值Y放1＝4.8254，X放低5与
Figure BDA0002305522360000088
的偏差值Y放5＝2.8016。由于Y充1大于第一阈值1.5且Y放1大于第二阈值1.5，可以判断对应的该并联电池单元存在漏液；同理Y充5大于第一阈值1.5且Y放5大于第二阈值1.5，可以判断对应的该并联电池单元也存在漏液。
实施例6
如图2所示，本实施例的电池模组为3并9串的三元电池，各并联电池单元从1到9依次编号，各并联电池单元由三个单体电池2并联组成。充电时，电池模组的SOC为70％，放电时，电池模组的SOC为30％，事先已知各并联电池单元不存在漏液。运用本发明提供的电池模组漏液检测方法验证该结果，充电电压X充i和放电电压X放i通过电池包BMS读取，各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i如表6所示。
表6
Figure BDA0002305522360000089
其中，
Figure BDA00023055223600000810
为电池模组内各并联电池单元的充电电压的算数平均值，
Figure BDA00023055223600000811
为电池模组内各并联电池单元的放电电压的算数平均值；电压单位为V。
根据表6所示，不存在X充高i大于
Figure BDA00023055223600000812
且对应的并联电池单元的X放低i小于
Figure BDA00023055223600000813
因此可以直接得出结论：该电池模组不存在漏液。
以上所述，仅为本发明的一些具体实施方式，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，可容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.电池模组漏液检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.获取电池模组内各并联电池单元的充电电压X充i及放电电压X放i，其中，电池模组内各并联电池单元之间为串联连接；
B.计算电池模组内各并联电池单元的充电电压的平均值
Figure FDA0002305522350000011
及电池模组内各并联电池单元的放电电压的平均值
Figure FDA0002305522350000012
大于
Figure FDA0002305522350000013
的充电电压为X充高i，小于
Figure FDA0002305522350000014
的放电电压为X放低i，如果任一并联电池单元同时存在X充高i及X放低i，则进行步骤C，否则，判断电池模组未漏液；
C.计算X充高i与
Figure FDA0002305522350000015
的偏差值及
Figure FDA0002305522350000016
与X放低i的偏差值；如果X充高i与
Figure FDA0002305522350000017
的偏差值大于第一阈值，且
Figure FDA0002305522350000018
与X放低i的偏差值大于第二阈值，则对应的并联电池单元存在漏液。
2.如权利要求1所述的电池模组漏液检测方法，其特征在于，所述偏差值通过z-score标准化法获取，第一阈值和第二阈值均为1。
3.如权利要求1所述的电池模组漏液检测方法，其特征在于，所述偏差值通过四分位距法获取，第一阈值和第二阈值均为1.5。
4.如权利要求1所述的电池模组漏液检测方法，其特征在于，步骤A中的充电电压X充i和/或放电电压X放i通过电池包BMS读取。
5.如权利要求1所述的电池模组漏液检测方法，其特征在于，获取充电电压X充i时，电池模组的SOC为60％～100％。
6.如权利要求1所述的电池模组漏液检测方法，其特征在于，获取放电电压X放i时，电池模组的SOC为10％～40％。
7.如权利要求1所述的电池模组漏液检测方法，其特征在于，所述平均值为算数平均值。
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