CN113281660A - 一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，包括以下步骤：将电池包拆解为若干电池芯；对所有电芯进行外观初检；对电芯进行内阻检测且与出厂电芯的电阻值进行比较，判定该待测电芯为异常电芯，采用循环二进制法对剩余的电芯进行分组；将各组电芯串联进行充电检测，记录各组充电完成时间
，对异常组电芯进行标记；将所有电芯打乱重新分组进行放电检测，记录各组放电完成时间
，对异常组电芯进行标记；挑选出所有被标记的电芯，若该电芯存在两种标记即认为不合格，若该电芯只有一种标记，对该电芯进行单项检测并最终判断其是否合格。本发明的方法，可以快速挑选出退役电池中不合格的电芯，并对电芯进行筛选，有助于电池的再利用。
Description
技术领域
本发明涉及电池包中电芯检测方法，特别是涉及一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法。
背景技术
随着新能源汽车市场的不断发展壮大，退役电池的梯次利用及报废处理问题也开始受到行业关注，据中国汽车技术研究中心数据，2020年国内累计退役的动力电池将超20万吨（约25GWh），若按70%可用于梯次利用计算，约有累计6万吨电池需报废处理。而到2025年，累计退役量约为78万吨（约116GWh），将有约23.4万吨电池需报废处理。
对退役电池的有效检测有利于退役电池的二次利用，常规的对退役电池的检测要么直接作用于电池包，而忽略了单体电芯的健康状况，若无法剔除电池包内的不合格电芯，退役电池的二次利用将存在隐患，要么对单个电芯指标进行逐一测试，浪费大量时间精力。
基于以上问题，提出一种快速准确的检测出退役电池中不合格电芯的方法很有必要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，先对电芯易检测指标进行单体检测，再对耗时指标进行重组批量检测，最后对存疑电芯进行单体检测最终分拣出所有不合格的电芯。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，包括以下步骤：
S1将电池包拆解为若干电池芯；
S2对所有电芯进行外观初检，当发现电芯出现破皮、肿包外观缺陷时，初步判定该电芯为不合格品，剔除该不合格的电芯；
S3将所有电芯进行内阻检测且与出厂电芯的电阻值进行比较，当待测电芯的内阻值高于出厂电芯电阻值的2/3时，判定该待测电芯为异常电芯，剔除该异常电芯；
S4采用循环二进制法对剩余的电芯进行分组（1，2，4，…，，1，2，4，…，，…，1）；
S5将各组电芯串联进行充电检测，记录各组充电完成时间
，对异常组电芯进行第一次标记；
S6将所有电芯打乱重新分组进行放电检测，记录各组放电完成时间
，同样对异常组电芯进行第二次标记；
S7挑选出所有被标记的电芯，若该电芯存在两次及以上标记即判定为不合格；若该电芯仅有一次标记，对该电芯再次进行单项检测并最终判断其是否为合格品。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤S3中电芯内阻的检测方法为双电阻法，将电池串联一个电阻形成回路，测量负载电阻的分压，进而推算电池内阻，r=(E/U-1)R，其中r为电池内阻，R为串联电阻，E为电动势，U为串联电阻电压。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤S5中，充电检测的测试环境为：温度为22℃±5℃，相对湿度为10%~90%，大气压力为86kPa～106kPa。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤S5中，电芯串联进行充电前，将所有电芯进行放电完全处理，采用恒流、恒压对电芯进行充电，当恒流充电至锂电池两端电压为电压规定阈值时，转入恒压充电模式，当恒压充电电流降至电流规定阈值时，停止充电。
在本发明一个较佳实施例中，每组所述电芯的充电时间为2-3小时。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤S6中，电芯放电过程检测采用额定功耗的电器进行供电，并记录供电时间。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤S7中对可疑电芯进行的单项检测为容量检测，所述容量计算公式为：
C = P · t
其中：C——电芯容量，单位mAh；
P——被供电电器功耗，单位W；
U——被供电电器额定电压，单位V；
t——供电时间。
本发明的有益效果是：本发明的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，既满足了对单体电芯的检测要求，又通过循环二进制分组减少了检测时间，同时对不同指标的电芯进行重新分组检测，增加了检测的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图，其中：
图1为本发明提供的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法的流程图；
图2为本发明具体实施例中双电阻法求电芯内阻所用电路图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例包括：提供一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，包括以下步骤：
S1将电池包拆解为若干电池芯，具体的，将电池包拆解为若干电池芯,已某型号电动汽车为例，电池包采用三元18650锂电池电芯，由6块模组串联而成，每块模组有44个独立电芯，标准电压3.7V，充电截止电压4.2V，单节理论容量1000mAh；
S2对所有电芯进行外观初检，当发现电芯出现破皮、肿包外观缺陷时，初步判定该电芯为不合格品，剔除该不合格的电芯；
S3将所有电芯进行内阻检测且与出厂电芯的电阻值进行比较，当待测电芯的内阻值高于出厂电芯电阻值的2/3时，判定该待测电芯为异常电芯，剔除该异常电芯；对单个模组内所有电芯进行内阻检测，检测方法为双电阻法，将电池串联一个电阻形成回路，具体电路图图如图2所示，测量负载电阻的分压，进而推算电池内阻，r=(E/U-1)R，其中r为电池内阻，R为串联电阻，E为电动势，U为串联电阻电压，例如，三元18650锂电池电芯出厂电芯电阻约为60
，超过100
即认为不满足要求，经检测，总计44块电芯有3块不符合要求；
S4 采用循环二进制法对剩余41块合格电芯进行分组并联连接，记为
,表示第i组有n块电芯，分组结果如下表所示：
对三元锂电池组充电时，采用专用的恒流、恒压充电器，充电电压4.2V，电流0.5C，先恒流充电至锂电池两端电压为4.2V后，转入恒压充电模式；当恒压充电电流降至0.05C时，停止充电，考虑容量衰减，每组理论充电时间2-3h，记录各组电芯充电完成时间
，结果如下表所示：
初步估计，组2、3、6、10共计9块电芯可能存在问题，对异常组电芯进行第一次标记。
将所有电芯打乱重新分组进行放电检测，将电芯打乱重新分组，特别的，将组4和组5的电芯细分，将组1、组2、组6、组7、组9和组10的电芯相互成组，随后进行放电测试，将各组电芯并联，以额定电压5V对额定功率为2.5W的电子元件进行供电，单节理论供电时间约1.6h（考虑容量衰减，预估容量约800mAh），为缩短实验时间，
的供电对象为n个额定功率为2.5W的电子元件，各组理论供电时间可由n×1.6h缩短至1.6h，记录各组供电时间，各组供电时间如下表所示：
初步估计，组1、3、7和组10共计8块电芯可能存在问题，对异常组电芯进行第二次标记。
经统计，共计5块电芯有两种标记，则认定这5块电池存在问题，对剩余7块电芯进行单独的容量检测，经检测这7块可以电芯最终有5块符合要求，2块存在问题。
再利用容量计算公式对可疑电芯进行的单项检测，所述容量计算公式为：
C = P · t
其中：C——电芯容量，单位mAh；
P——被供电电器功耗，单位W；
U——被供电电器额定电压，单位V；
t——供电时间，其结果如下：该电池包模具共有44块电芯，其中有10块电芯存在问题，其余34块符合要求。
综上所述，本发明指出的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，既满足了对单体电芯的检测要求，又通过循环二进制分组减少了检测时间，同时对不同指标的重新分组检测增加了检测的可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将电池包拆解为若干电池芯；
S2对所有电芯进行外观初检，当发现电芯出现破皮、肿包外观缺陷时，初步判定该电芯为不合格品，剔除该不合格的电芯；
S3将所有电芯进行内阻检测且与出厂电芯的电阻值进行比较，当待测电芯的内阻值高于出厂电芯电阻值的2/3时，判定该待测电芯为异常电芯，剔除该异常电芯；
S4采用循环二进制法对剩余的电芯进行分组；
S5将各组电芯串联进行充电检测，记录各组充电完成时间
，对异常组电芯进行第一次标记；
S6将所有电芯打乱重新分组进行放电检测，记录各组放电完成时间
，同样对异常组电芯进行第二次标记；
S7挑选出所有被标记的电芯，若该电芯存在两次及以上标记即判定为不合格；若该电芯仅有一次标记，对该电芯再次进行单项检测并最终判断其是否为合格品。
2.根据权利要求书1所述的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于：所述步骤S3中电芯内阻的检测方法为双电阻法，将电池串联一个电阻形成回路，测量负载电阻的分压，进而推算电池内阻，r=(E/U-1)R，其中r为电池内阻，R为串联电阻，E为电动势，U为串联电阻电压。
3.根据权利要求书1所述的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于：所述步骤S5中，充电检测的测试环境为：温度为22℃±5℃，相对湿度为10%~90%，大气压力为86kPa～106kPa。
4.根据权利要求书3所述的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于：所述步骤S5中，电芯串联进行充电前，将所有电芯进行放电完全处理，采用恒流、恒压对电芯进行充电，当恒流充电至锂电池两端电压为电压规定阈值时，转入恒压充电模式，当恒压充电电流降至电流规定阈值时，停止充电。
5.根据权利要求书4所述的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于：每组所述电芯的充电时间为2-3小时。
6.根据权利要求书1所述的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于：所述步骤S6中，电芯放电过程检测采用额定功耗的电器进行供电，并记录供电时间。
7.根据权利要求书1所述的一种检测退役动力电池包中不合格电芯的方法，其特征在于：所述步骤S7中对可疑电芯进行的单项检测为容量检测，所述容量计算公式为：
C = P · t
其中：C——电芯容量，单位mAh；
P——被供电电器功耗，单位W；
U——被供电电器额定电压，单位V；
t——供电时间。
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