CN115395117B - 一种锂电池配组方法、装置和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂电池配组方法、装置和设备，涉及锂电池技术领域。所述锂电池配组方法通过对待配组的N个锂电池的平均电量、待配组的N个锂电池的平均压差以及预设的规则来分别进行等级划分，划分得出电量等级、压差等级以及压降等级；并根据电量等级、压差等级以及压降等级来进行配组，可对N个锂电池配组之后，各个配组完成后的锂电池组的一致性较好，且通过电量等级划分可减少由于锂电池的容量不稳定而导致的电池管理系统BMS启动均衡次数过多而使锂电池组的续航衰减的问题，本发明提供的锂电池配组方法还可降低能耗，提高配组后的锂电池组的使用效率。

Description

一种锂电池配组方法、装置和设备
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池配组方法、装置和设备。
背景技术
电池原材料的不均匀及生产过程的工艺偏差，都会使电池极片厚度、活性物质的活化程度、正负极片的空隙率等存在极微小的差别，因此，同批次投料产出的电池在容量、内阻、电压参数上存在差异。
本申请发明人发现，将不同性能的电池配组使用，会导致电池的这些性能差异不断累积，同时由于各单体电池在电池组内的使用环境不完全相同，也导致了单体电池的不一致性逐步放大，从而加速电池性能衰减，并最终引发电池组过早失效。因此，如何将锂电池进行有效的配组变得非常重要。
发明内容
本发明提供了一种锂电池配组方法、装置和设备，以解决现有的配组方法存在着效率低且配组方法能耗高的问题。
第一方面，本发明提供了一种锂电池配组方法，所述锂电池配组方法包括：
对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值充电至第一预设电压，N为大于1的整数；
在休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量并计算N个所述锂电池的总电量；
根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量；
根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级；
对N个所述锂电池均以第二预设电流值恒流充电，记录N个所述锂电池在第二预设时间段内的始端电压值和末端电压值；
计算N个所述锂电池在所述第二预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述第二预设时间段的末端电压值减去所述锂电池在所述第二预设时间段的始端电压值；
根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差；
根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级；
对N个所述锂电池均以第三预设电流值恒流充电，休眠第三预设时间后记录第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间；
根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级；
根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
一些实施例中，所述根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级，包括：
将所述平均电量进行等级划分，得到第一电量等级、第二电量等级、第三电量等级、第四电量等级以及第五电量等级；
其中，所述第一电量等级为小于所述平均电量的97%的区间，所述第二电量等级为大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，所述第三电量等级为大于等于所述平均电量的100%且小于所述平均电量的103%的区间，所述第四电量等级为大于等于所述平均电量的103%且小于等于所述平均电量的106%的区间，所述第五电量等级为大于所述平均电量的106%的区间。
一些实施例中，所述根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级，包括：
将所述平均压差进行等级划分，得到第一压差等级、第二压差等级、第三压差等级以及第四压差等级；
其中，所述第一压差等级为小于所述平均压差的20%的区间，所述第二压差等级为大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间，所述第三压差等级为大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间，所述第四压差等级为大于等于所述平均压差的60%的区间。
一些实施例中，所述第三预设电流值小于所述第一预设电流值和所述第二预设电流值。
一些实施例中，所述根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，包括：
将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组。
一些实施例中，将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组后，进一步包括：
将具有相邻或相同的所述电量等级、相邻或相同的所述压差等级和相邻或相同的所述压降等级的锂电池配置为一组。
一些实施例中，所述在休眠第一预设时间后，包括：
以第四预设电流截止值分别对N个所述锂电池进行放电至预设的截止电压。
一些实施例中，所述对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值恒流充电至第一预设电压之前，包括：
对待配组的N个锂电池均以第五预设电流值恒流充电第五预设时间。
第二方面，本发明实施例提供了一种锂电池配组装置，包括：
第一充电模块，用于对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值恒流充电至第一预设电压，N为大于1的整数；
第一记录模块，用于在休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量并计算N个所述锂电池的总电量；
第一计算模块，用于根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量；
第一划分模块，用于根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级；
第二充电模块，用于对N个所述锂电池均以第二预设电流值恒流充电，记录N个所述锂电池在第二预设时间段内的始末的电压值；
第二计算模块，用于计算N个所述锂电池在所述预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述预设时间段的末端的电压值减去所述锂电池在所述预设时间段的始端的电压值；
第三计算模块，用于根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差；
第二划分模块，用于根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级；
第三充电模块，用于对N个所述锂电池均以第三预设电流值恒流充电，休眠第三预设时间后记录第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间；
第三划分模块，用于根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级；
配组模块，用于根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
第三方面，本发明提供了一种锂电池配组设备，所述设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上存放的所述计算机程序时，实现如第一方面所述的方法的步骤。
本发明实施例通过对待配组的N个锂电池的平均电量、待配组的N个锂电池的平均压差以及预设的规则来分别进行等级划分，划分得出电量等级、压差等级以及压降等级；并根据电量等级、压差等级以及压降等级来进行配组，可对N个锂电池配组之后，各个配组完成后的锂电池组的一致性较好，且通过电量等级划分可减少由于锂电池的容量不稳定而导致的电池管理系统BMS启动均衡次数过多而使锂电池组的续航衰减，本发明提供的锂电池配组方法还可降低能耗，提高配组后的锂电池组的使用效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种锂电池配组方法的流程示意图；
图2为本发明实施例2提供的一种锂电池配组方法的流程示意图；
图3为本发明实施例3提供的一种锂电池配组装置的结构图；
图4为本发明实施例4提供的一种锂电池配组装置的结构图；
图5为本发明实施例5提供的一种锂电池配组设备的结构图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
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做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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
锂离子电池组的不一致性是指同一规格型号的单体电池组成电池组后，其电压、容量、内阻、寿命、温度影响、自放电率等参数存在一定的差别。电池配组是指对电池进行挑选，尽可能的将一致性较高的锂电池分配在同一配组内，减少因为电池差异带来的问题。
为满足应用需求，在进行锂电池配组时，会首先对电池进行挑选，挑选出相对一致的电池进行串并联使用，常见的筛选方法有静态容量匹配法、内阻匹配法、电压匹配法、动态特性匹配法。往往为了达到更好的续航要求，企业会同时使用各种匹配法叠加使用。
本申请发明人发现，经过筛选后的电芯在充放电的末端仍然会出现压差过大的情况，进而需要电池管理系统BMS启动均衡工作，而此时的均衡往往不能正确反映电池的实际容量，那么BMS就会存在误均衡的动作，比如：电池的容量一致性满足，但是电量一致性比较差时，涉及到锂电池的直流阻抗等的因素，此时虽然有压差，但是不需要进行均衡的，但由于电池管理系统BMS在监测到压差大时，会认为电池容量不足，需要进行均衡，就会发生误均衡的情况，进而导致电池的续航衰减。因此，目前的锂电池配组方法仍然存在着效率低，且配组方法能耗高以及配组不合理的问题。
鉴于此，本申请实施例提出一种锂离子电池配组方法，以锂离子电池的电量为依据，确定锂离子电池的各项一致性参数，包括电量等级、压差等级和压降等级，通过根据电量等级、压差等级和压降等级对锂离子电池进行配组，可减少由于锂电池的容量不稳定而导致的电池管理系统BMS启动均衡次数过多而使锂电池组的续航衰减的问题，本发明实施例提供的锂电池配组方法还可以降低能耗，提高配组后的锂电池组的使用效率。
实施例1：
参见图1，本发明实施例1提供了一种锂电池配组方法，所述锂电池配组方法包括步骤S101-S111。
S101，对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值充电至第一预设电压，N为大于1的整数。
在本发明实施例中，N可任意为大于1的整数，如800、1000等，在此不作限定。第一预设电流值为预设电流系数乘以锂电池的容量，所述预设电流系统可以通过经验值或者实验得出，在本申请实施例中，优选所述预设电流系数为0.2；该第一预设电流值是根据锂电池的容量来决定第一预设电流值的大小，如锂电池容量为50安时(AH)，那么第一预设电流值就是10A，如果锂电池容量为100安时（AH），那么第一预设电流值就是20A。N个锂电池其中会有不同容量的锂电池，那么第一预设电流值就会根据不同容量的锂电池来进行计算。在优选情况下，所述第一预设电流值可以为较大值，通过第一预设电流值对锂电池进行充电时，尽量将第一预设电流值设为较大值，这样能够以更快的速度使锂电池达到较高的电量，以尽快获取各所述锂电池的电量等级；
第一预设电压为根据锂电池的各项参数预先设置的电压值，优选的，在本申请实施例中，可具体为3.2V。当锂电池通过第一预设电流值恒流充电到3.2V时，3.2V相当于一个充电状态下的一个截止电压。
S102，在休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量并计算N个所述锂电池的总电量。
对于不同的锂电池，由于其极化内阻的不同，其电量会有所不同，而且对于同一个锂电池而言，由于此时锂电池极化内阻会变化，而导致其电量也会起伏不定，因此，在本发明实施例中，为了使获取的电池的电量更加准确，需要对充电后的锂电池进行休眠，使其休眠静置第一预设时间。在本发明实施例中，第一预设时间可具体为30分钟。具体而言，如上述所说当锂电池通过第一预设电流值恒流充电到3.2V时，锂电池的电量由于极化内阻的原因会起伏不定，无法得出最真实的最大电量，那么通过休眠30分钟后，将锂电池的电量稳定下来后，记录此时单个锂电池的电量以及将N个锂电池的电量求和，得出总电量。
S103，根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量。
具体而言，根据N个所述锂电池的总电量，将总电量除以N，就可以得出N个锂电池的平均电量，此步骤S103是为了使下述的划分电量等级更加均衡和提高划分电量等级的合理性。
S104，根据所述平均电量对N个所述锂电池进行等级划分，得到各所述锂电池的电量等级。
具体而言，如上述所说，通过得出N个锂电池的平均电量，并根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级是为了使划分的电量等级更合理、更均衡。
在一实施例中，所述根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级，包括：
将所述平均电量进行等级划分，得到第一电量等级、第二电量等级、第三电量等级、第四电量等级以及第五电量等级；
其中，所述第一电量等级为小于所述平均电量的97%的区间，所述第二电量等级为大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，所述第三电量等级为大于等于所述平均电量的100%且小于所述平均电量的103%的区间，所述第四电量等级为大于等于所述平均电量的103%且小于等于所述平均电量的106%的区间，所述第五电量等级为大于所述平均电量的106%的区间。不在此区间的，可以判定为不合格。
具体而言，本发明实施例提供了五个电量等级，其中有超过100%的电量的区间，需要说明的是，平均电量的100%指的是标准值，而单个电池可能会比平均电量的100%大，也可能会比平均电量的100%小，也有可能是等于平均电量。所以单个电池的电量有可能是平均电量的97%，也有可能是平均电量的103%，是根据实际情况而定的，如有5个电池电量，分别是104、105、106、107、105，那么平均电量是105.4。明显105是在大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，即可将105归入第二电量等级中，在后续的配组过程中，可以排除掉除第二电量等级外的其他电量等级，再根据该105电量的电池对应的压差等级以及压降等级找到相匹配的那一个锂电池进行配组。
需要指出的是，在本步骤中，还可以通过其他方式进行电量等级的划分，上述的电量等级划分标准值，也会因不同锂电池的特性，而有所不同，本领域普通技术人员根据本实施例揭示的方式，可以自由根据实际情况进行确定。
S105，对N个所述锂电池均以第二预设电流值充电，记录N个所述锂电池在第二预设时间段内的始端电压值和末端电压值。
在本发明实施例中，第二预设电流值为根据试验或者经验值得到的电流值，在本申请实施例中可具体为25A，所述第二预设时间段可也为根据试验或者经验值得到的，在本申请实施例中具体为1秒，即记录1秒前后的始端电压值和末端电压值，两者相减得出瞬间压差，通过瞬间压差可以对压差进行压差等级的划分，可以减小锂电池由于长时间的极化产生的内阻而导致的需要电池管理系统BMS过多的进行工作，进而减少因电池管理系统BMS过多工作而导致的能耗过多。
优选的，可以将第二预设电流值设置为较大值，这样能够更加准确的获取第二预设时间段的始端电压值和末端电压值，能够更清晰的体现平均压差。
S106，计算N个所述锂电池在所述第二预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述第二预设时间段的末端电压值减去所述锂电池在所述第二预设时间段的始端电压值。
具体而言，如上述所说，如某个锂电池在1秒始端的电压值为2.9V，在1秒末端的电压值为3.1V，那么该锂电池在1秒内的压差就是0.2V，依次类推，通过计算N个锂电池的压差，进而计算出N各锂电池的平均压差，通过平均压差来进行压差等级的划分。
S107，根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差。
具体而言，通过平均压差来进行压差等级的划分，可以使划分压差等级更加均衡和提高划分压差等级的合理性。
S108，根据所述平均压差进行等级划分，得到各所述锂电池的压差等级。
具体而言，通过平均压差划分得出的压差等级，可以使压差等级更加合理。如5个锂电池的压差分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6，那么得出的平均压差就是0.4，该平均压差从侧面反映了这5个锂电池的整体压差，从整体上去划分得出的压差等级更合理，同样，对N个锂电池的压差进行计算得出的平均压差也可以使整体划分得出的压差等级更加均衡合理，进一步提高配组的可靠性。
在一些实施例中，所述根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级，包括：
将所述平均压差进行等级划分，得到第一压差等级、第二压差等级、第三压差等级以及第四压差等级；
其中，所述第一压差等级为小于所述平均压差的20%的区间，所述第二压差等级为大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间，所述第三压差等级为大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间，所述第四压差等级为大于等于所述平均压差的60%的区间。
具体而言，如上述所说的根据平均压差进行等级划分，将小于所述平均压差的20%的区间作为第一压差等级，将大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间作为第二压差等级，将大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间作为第三压差等级，将大于等于所述平均压差的60%的区间作为第四压差等级。如有4个锂电池的压差为0.4、0.6、0.8、1.0，那么平均压差就是0.7，明显1.0大于0.7的60%，那么1.0可以归入第四压差等级，那么在后续的配组中，可以筛选掉除第四压差等级外的其他压差等级，进而根据对应的电量等级以及压降等级进行对应的配组。
需要指出的是，在本步骤中，还可以通过其他方式进行压差等级的划分，上述的压差等级划分标准值，也会因不同锂电池的特性，而有所不同，本领域普通技术人员根据本实施例揭示的方式，可以根据实际情况进行自由确定。
S109，对N个所述锂电池均以第三预设电流值充电，休眠第三预设时间后记录各所述锂电池的第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间。
在本发明实施例中，第三预设电流值可以通过经验值或者实验得出，在本申请实施例中，优选所述第三预设电流值可具体为0.8A，第三预设时间可以通过经验值或者实验得出，在本申请实施例中，优选所述第三预设时间可具体为15分钟，第一截止电压根据锂电池的实际情况不同，不同容量的锂电池测试出的第一截止电压是不同的，第四预设时间可以通过经验值或者实验得出，在本申请实施例中，优选所述第四预设时间可具体为12小时，第二截止电压同样会因为锂电池的实际情况不同而不同，不同容量的锂电池测试的出的第一截止电压是不同的。如某个锂电池测试得出的第一截止电压以及第二截止电压分别为3.04V和3.05V，那么通过将（3.05V-3.04V）/12就可以得出单个锂电池的压降，那么该锂电池的压降为0.08毫伏/小时。
同时，在本申请实施例中，优选的，所述第三预设电流值小于第一预设值和第二预设电流值。本申请实施例中，在对N个所述锂电池以第一预设电流值和第二预设电流值充电后，再以第三预设电流值对N个所述锂电池进行充电，并且所述第三预设电流值小于所述第一预设电流值和第二预设电流值。本申请发明人考虑到锂电池的特性，以及为了缩短锂电池配置的时间和提高锂电池配组的精度，将第三预设电流值小于第一预设值和第二预设电流值，一方面由于在对锂电池进行充电时，在锂电池电量接近最大时，电量对自放电率的影响，总体趋势是，电量越高表示正极电势越高，负极电势相对越低，这样正极氧化性越强，负极还原性越强，副反应就越激烈，则自放电率越高，即压降越明显。通过较小的第三预设电流值对锂电池进行充电，能够使锂电池的荷电量达到最大值，此时获取的锂电池的压降值越准确。
通过较大电流充电会增大电池的极化内阻，无法使其电量达到最大值，因此，在本申请实施例中，通过将第三预设电流值设置为小于第一预设电流值和第二预设电流值，以较小的电流对锂电池进行充电，能够使锂电池的电量达到最大值，在锂电池的电量达到最大时，锂电池的压降会更加明显，能够更加准确的获取锂电池的压降值，进而提高锂电池的配组精度。
S110，根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级。
具体而言，预设的规则可具体为将将所述锂电池的压降分为三个压降等级，三个压降等级分别为小于2毫伏/小时的区间、大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间以及大于5毫伏/小时的区间。
在一实施例中，所述根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级，包括：
将所述锂电池的压降进行等级划分，得到第一压降等级、第二压降等级以及第三压降等级。
其中，所述第一压降等级为小于2毫伏/小时的区间，所述第二压降等级为大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间，所述第三压降等级为大于5毫伏/小时的区间。
具体而言，通过将小于2毫伏/小时的区间作为第一压降等级，将大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间作为第二压降等级，将大于5毫伏/小时的区间作为第三压降等级，根据测试得出的第一截止电压以及第二截止电压求出压降，根据压降来得出对应的压降等级。
S111，根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
具体而言，根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，可以极大的减少因锂电池的极化内阻而导致的电池管理系统BMS过多工作而能耗过多的问题，相对于现有技术中的根据容量等级来进行的配组方法，本发明的根据电量等级划分进行配组更具稳定性，使配组出来的锂电池组的一致性更好，进而减少电池管理系统BMS在末端启动均衡的次数，减少由于极化原因导致的压差扩大问题，避免电池管理系统BMS均衡的误判概率。
在一实施例中，所述根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，包括：
将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组。
具体而言，本发明实施例共有5个电量等级、4个压差等级、3个压降等级，那么得出的配组方案就有5×4×3=60中配组方案，将测试得出的N各锂电池，从中选出电量等级差等级以及压降等级均相同的锂电池配置为一组，共有六十种配组方案，保证了每个锂电池都能在60中配组方案中找到对应的配组方案。
进一步，在将电量等级、压差等级和压降等级都相同的锂电池进行配组后，可能会存在根据上述标准无法进行配组的锂电池，比如：存在电量等级不同，但是压差等级和压降等级相同的锂电池，在这种情况下，如果将其舍弃，则会造成资源的浪费。在本申请实施例中，还可以将具有相邻或相同电量等级、相邻或相同的所述压差等级和相邻或相同的所述压降等级的锂电池配置为一组。可以有多种配置方式，优选的，首先将电量等级、压差等级和压降等级中，任意一项为相邻等级，其他两项为相同等级的锂电池配置在一组；其次，将电量等级、压差等级和压降等级中，任意两项为相邻等级，其他一项为相同等级的锂电池配置在一组；最后将电量等级、压差等级和压降等级中，都为相邻等级的锂电池配置在一组。通过这种方式，以电量等级、压差等级和压降等级为依据，对锂电池进行不同的配置，在保证配组效果的同时，还能够节约资源。
由上可知，本申请实施例通过对待配组的N个锂电池的平均电量、待配组的N个锂电池的平均压差以预设的规则来分别进行等级划分，得出电量等级、压差等级以及压降等级；并根据电量等级、压差等级以及压降等级来进行配组，使配组后的锂电池组的一致性较好，且通过电量等级划分可减少由于锂电池的容量不稳定而导致的电池管理系统BMS启动均衡次数过多而使锂电池组的续航衰减的问题，本发明提供的锂电池配组方法还可降低能耗，提高配组后的锂电池组的使用效率。相较于常规的根据容量、电压、k值组合进行锂电池配组的方式。本申请实施例提出的锂电池配组方式，不需要获取容量，因为容量需要进行一次完整充电及完整放电才能得出容量参数，仅仅以电量为主要配组参数，可以降低能耗，节省至少50%的能耗，同时也节省工艺制程时间。
实施例2：
参见图2，本发明实施例2提供了一组锂电池配组方法，所述锂电池配组方法包括步骤S201-S213。
S201，对待配组的N个锂电池均以第五预设电流值充电第五预设时间。
具体而言，第五预设电流值是预设电流系统乘以锂电池的容量，优选的，所述预设电流系数为0.01，如锂电池的容量为50安时（AH），那么第五预设电流值就是0.5A，第五预设电流值是根据锂电池的容量来决定的。所述预设电流系统可以通过经验值或者实验得出，在本申请实施例中，优选所述预设电流系数为0.01。第五预设时间为30分钟。由于电池的活性物质上需要形成SEI膜，而通常SEI膜的形成电位在0.6V-0.8V范围内，故充电初期的电流往往保持在一个极小的状态，尽量延续的时间长一点，以保障SEI膜形成的更为致密，利于循环寿命的提高。本申请实施例通过将锂电池以第五预设电流值充电30分钟，是为了后面步骤S202-S203作充电预保护的作用，防止锂电池因充电电流过大而造成损坏。
S202，对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值充电至第一预设电压，N为大于1的整数。
在本发明实施例中，N可任意为大于1的整数，如800、1000等，在此不作限定。第一预设电流值为0.2乘以锂电池的容量，是根据锂电池的容量来决定第一预设电流值的大小，如锂电池容量为50安时(AH)，那么第一预设电流值就是10A，如果锂电池容量为100安时（AH），那么第一预设电流值就是20A，N个锂电池其中会有不同容量的锂电池，那么第一预设电流值就会根据不同容量的锂电池来进行计算。第一预设电压可具体为3.2V。当锂电池通过第一预设电流值恒流充电到3.2V时，3.2V相当于一个充电状态下的一个截止电压，此时锂电池的电量由于极化内阻的原因会起伏不定。
具体的与上述步骤S101相同，在这里不再赘述。
S203，在休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量并计算N个所述锂电池的总电量。
在本发明实施例中，第一预设时间可具体为30分钟。具体而言，如上述所说当锂电池通过第一预设电流值恒流充电到3.2V时，锂电池的电量由于极化内阻的原因会起伏不定，无法得出最真实的最大电量，那么通过休眠30分钟后，将锂电池的电量稳定下来后，记录此时单个锂电池的电量以及将N个锂电池的电量求和，得出总电量。
具体的与上述步骤S102相同，在这里不再赘述。
S204，根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量。
具体而言，根据总电量，将总电量除以N，就可以得出N个锂电池的平均电量，此步骤S103是为了使下述的划分电量等级更加均衡和提高划分电量等级的合理性。
具体的与上述步骤S103相同，在这里不再赘述。
S205，根据所述平均电量对N个所述锂电池进行等级划分，得到各所述锂电池的电量等级。
具体而言，如上述所说，通过得出N个锂电池的平均电量，并根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级是为了使划分的电量等级更合理、更均衡。
在一实施例中，所述根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级，包括：
将所述平均电量进行等级划分，得到第一电量等级、第二电量等级、第三电量等级、第四电量等级以及第五电量等级；
其中，所述第一电量等级为小于所述平均电量的97%的区间，所述第二电量等级为大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，所述第三电量等级为大于等于所述平均电量的100%且小于所述平均电量的103%的区间，所述第四电量等级为大于等于所述平均电量的103%且小于等于所述平均电量的106%的区间，所述第五电量等级为大于所述平均电量的106%的区间。
具体而言，本发明实施例提供了五个电量等级，其中有超过100%的电量的区间，需要说明的是，平均电量的100%指的是标准值，而单个电池可能会比平均电量的100%大，也可能会比平均电量的100%小，也有可能是等于平均电量。所以单个电池的电量有可能是平均电量的97%，也有可能是平均电量的103%，是根据实际情况而定的，如有5个电池电量，分别是104、105、106、107、105，那么平均电量是105.4。明显105是在大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，即可将105归入第二电量等级中，在后续的配组可以排除掉除第二电量等级外的其他电量等级，再根据该105电量的电池对应符合的压差等级以及压降等级找到对应的那一个配组，然后进行配组。
具体的与上述步骤S104相同，在这里不再赘述。
S206，以第四预设电流截止值分别对N个所述锂电池进行放电至预设的第三截止电压。
具体而言，第四预设电流截止值为根据试验或者经验值得到的电流值，在本申请实施例中第四预设电流截止值为0.7A，通过用0.7A的截止电流对锂电池进行恒压放电，预设的第三截止电压为根据试验或者经验值得到的电流值，在本申请实施例中第三截止电压可具体为2.5V，进行恒压放电，可以逐渐减小电流以消除极化的影响；稳定截止电压，以达到各单体电池电压的初始值基本一致，可以为后续记录锂电池的瞬间压差作准备，记录电池的瞬间压差需要以去极化后的电压为前提，进一步保证数据的准确性。
S207，对N个所述锂电池均以第二预设电流值充电，记录N个所述锂电池在第二预设时间段内的始端电压值和末端电压值。
在本发明实施例中，第二预设电流值可具体为25A，第二预设时间段可具体为1秒，即记录1秒前后的锂电池电压，得出瞬间压差，通过瞬间压差可以对压差进行压差等级的划分，可以减小锂电池由于长时间的极化内阻而导致的需要电池管理系统BMS过多的进行工作，进而减少因电池管理系统BMS过多工作而导致的能耗过多。
具体的与上述步骤S105相同，在这里不再赘述。
S208，计算N个所述锂电池在所述预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述预设时间段的末端电压值减去所述锂电池在所述预设时间段的始端电压值。
具体而言，如上述所说，如某个锂电池在1秒初始的电压值为2.9V，在1秒末端的电压值为3.1V，那么该锂电池在1秒内的压差就是0.2V，依次类推，通过计算N个锂电池的压差，进而计算出N各锂电池的平均压差，通过平均压差来进行压差等级的划分。
具体的与上述步骤S106相同，在这里不再赘述。
S209，根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差。
具体而言，通过平均压差来进行压差等级的划分，可以使划分压差等级更加均衡和提高划分压差等级的合理性。
具体的与上述步骤S107相同，在这里不再赘述。
S210，根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级。
具体而言，通过平均压差划分得出的压差等级，可以使压差等级更加合理。如5个锂电池的压差分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6，那么得出的平均压差就是0.4，该平均压差从侧面反映了这5个锂电池的整体压差，从整体上去划分得出的压差等级更合理，同样，对N个锂电池的压差进行计算得出的平均压差也可以使整体划分得出的压差等级更加均衡合理，进一步提高配组的可靠性。
在一实施例中，所述根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级，包括：
将所述平均压差进行等级划分，得到第一压差等级、第二压差等级、第三压差等级以及第四压差等级；
其中，所述第一压差等级为小于所述平均压差的20%的区间，所述第二压差等级为大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间，所述第三压差等级为大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间，所述第四压差等级为大于等于所述平均压差的60%的区间。
具体而言，如上述所说的根据平均压差进行等级划分，将小于所述平均压差的20%的区间作为第一压差等级，将大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间作为第二压差等级，将大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间作为第三压差等级，将大于等于所述平均压差的60%的区间作为第四压差等级。如有4个锂电池的压差为0.4、0.6、0.8、1.0，那么平均压差就是0.7，明显1.0大于0.7的60%，那么1.0可以归入第四压差等级，那么在后续的配组中，可以筛选掉除第四压差等级外的其他压差等级，进而根据对应的电量等级以及压降等级进行对应的配组。
具体的与上述步骤S108相同，在这里不再赘述。
S211，对N个所述锂电池均以第三预设电流值充电，休眠第三预设时间后记录第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间。
在本发明实施例中，第三预设电流值可具体为0.8A，第三预设时间可具体为15分钟，不同容量的锂电池测试的出的第一截止电压和第二截止电压是不同的，第四预设时间可具体为12小时。如某个锂电池测试得出的第一截止电压以及第二截止电压分别为3.04V和3.05V，那么通过将（3.05V-3.04V）/12就可以得出单个锂电池的压降，那么该锂电池的压降为0.08毫伏/小时。
具体的与上述步骤S109相同，在这里不再赘述。
S212，根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级。
具体而言，预设的规则可具体为将将所述锂电池的压降分为三个压降等级，三个压降等级分别为小于2毫伏/小时的区间、大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间以及大于5毫伏/小时的区间。
在一实施例中，所述根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级，包括：
将所述锂电池的压降进行等级划分，得到第一压降等级、第二压降等级以及第三压降等级。
其中，所述第一压降等级为小于2毫伏/小时的区间，所述第二压降等级为大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间，所述第三压降等级为大于5毫伏/小时的区间。
具体而言，通过将小于2毫伏/小时的区间作为第一压降等级，将大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间作为第二压降等级，将大于5毫伏/小时的区间作为第三压降等级，根据测试得出的第一截止电压以及第二截止电压求出压降，根据压降来得出对应的压降等级。
具体的与上述步骤S110相同，在这里不再赘述。
S213，根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
具体而言，根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，可以极大的减少因锂电池的极化内阻而导致的电池管理系统BMS过多工作而能耗过多的问题，相对于现有技术中的根据容量等级来进行的配组方法，本发明的根据电量等级划分进行配组更具稳定性，使配组出来的锂电池组的一致性更好，进而减少电池管理系统BMS在末端启动均衡的次数，减少由于极化原因导致的压差扩大问题，避免电池管理系统BMS均衡的误判概率。
在一实施例中，所述根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，包括：
将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组。
具体而言，本发明实施例共有5个电量等级、4个压差等级、3个压降等级，那么得出的配组方案就有5×4×3=60中配组方案，将测试得出的N各锂电池，从中选出电量等级差等级以及压降等级均相同的锂电池配置为一组，共有六十种配组方案，保证了每个锂电池都能在60中配组方案中找到对应的配组方案。
具体的与上述步骤S111相同，在这里不再赘述。
由上可知，本申请实施例通过对待配组的N个锂电池的平均电量、待配组的N个锂电池的平均压差以及预设的规则来分别进行等级划分，划分得出电量等级、压差等级以及压降等级；并根据电量等级、压差等级以及压降等级来进行配组，可对N个锂电池配组之后，各个配组完成后的锂电池组的一致性较好，且通过电量等级划分可减少由于锂电池的容量不稳定而导致的电池管理系统BMS启动均衡次数过多而使锂电池组的续航衰减，本发明提供的锂电池配组方法还可降低能耗，提高配组后的锂电池组的使用效率。相较于常规的根据容量、电压、k值组合进行锂电池配组的方式，本申请实施例提出的锂电池配组方式，不需要获取电池容量，因为容量需要进行一次完整充电及完整放电才能得出容量参数，获取过程比较麻烦，仅仅以电量为主要配组参数，可以降低能耗，节省至少50%的能耗，同时也节省工艺制程时间。
实施例3：
参见图3，本发明实施例3提供了一种锂电池配组装置400，该锂电池配组装置400包括：第一充电模块401、第一记录模块402、第一计算模块403、第一划分模块404、第二充电模块405、第二计算模块406、第三计算模块407、第二划分模块408、第三充电模块409、第三划分模块410、配组模块411。
第一充电模块401，用于对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值恒流充电至第一预设电压，N为大于1的整数。
第一记录模块402，用于在休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量并计算N个所述锂电池的总电量。
第一计算模块403，用于根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量。
第一划分模块404，用于根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级。
第二充电模块405，用于对N个所述锂电池均以第二预设电流值恒流充电，记录N个所述锂电池在预设时间段内的始末的电压值。
第二计算模块406，用于计算N个所述锂电池在所述预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述预设时间段的末端的电压值减去所述锂电池在所述预设时间段的始端的电压值。
第三计算模块407，用于根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差。
第二划分模块408，用于根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级。
第三充电模块409，用于对N个所述锂电池均以第三预设电流值恒流充电，休眠第三预设时间后记录第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间。
第三划分模块410，用于根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级。
配组模块411，用于根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
在一实施例中，所述第一划分模块还用于：
将所述平均电量进行等级划分，得到第一电量等级、第二电量等级、第三电量等级、第四电量等级以及第五电量等级；
其中，所述第一电量等级为小于所述平均电量的97%的区间，所述第二电量等级为大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，所述第三电量等级为大于等于所述平均电量的100%且小于所述平均电量的103%的区间，所述第四电量等级为大于等于所述平均电量的103%且小于等于所述平均电量的106%的区间，所述第五电量等级为大于所述平均电量的106%的区间。
在一些实施例中，所述第二划分模块还用于：
将所述平均压差进行等级划分，得到第一压差等级、第二压差等级、第三压差等级以及第四压差等级；
其中，所述第一压差等级为小于所述平均压差的20%的区间，所述第二压差等级为大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间，所述第三压差等级为大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间，所述第四压差等级为大于等于所述平均压差的60%的区间。
在一些实施例中，所述第三划分模块还用于：
将所述锂电池的压降进行等级划分，得到第一压降等级、第二压降等级以及第三压降等级；
其中，所述第一压降等级为小于2毫伏/小时的区间，所述第二压降等级为大于等于2毫伏/小时且小于等于5毫伏/小时的区间，所述第三压降等级为大于5毫伏/小时的区间。
在一些实施例中，所述根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，包括：
将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组。
实施例4：
参见图4，本发明实施例4提供了一种锂电池配组装置400，实施例4的锂电池配组装置400与实施例3的锂电池配组装置400区别在于，还包括：第四充电模块412以及放电模块413。
第四充电模块412，用于对待配组的N个锂电池均以第五预设电流值恒流充电第五预设时间。
放电模块413，用于以第四预设电流截止值分别对N个所述锂电池进行放电至截止电压。
实施例5：
参见图5，本发明实施例提供的一种锂电池配组设备，包括处理器511、通信接口512、存储器513和通信总线514，其中，处理器511，通信接口512，存储器513通过通信总线514完成相互间的通信。
存储器513，用于存放计算机程序；
处理器511，用于执行存储器513上所存放的程序，实现实施例1或2提供的锂电池配组方法。
本发明实施例5还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器511执行时实现如实施例1或实施例2提供的锂电池配组方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种锂电池配组方法，其特征在于，包括：
对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值充电至第一预设电压，N为大于1的整数；
在将所述N个所述锂电池休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量，并计算N个所述锂电池的总电量；
根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量；
根据所述平均电量对 N个所述锂电池进行等级划分，得到各所述锂电池的电量等级；
对N个所述锂电池均以第二预设电流值充电，记录N个所述锂电池在第二预设时间段内的始端电压值和末端电压值；
计算N个所述锂电池在所述第二预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述预设时间段的末端电压值减去所述锂电池在所述第二预设时间段的始端电压值；
根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差；
根据所述平均压差进行等级划分，得到各所述锂电池的压差等级；
对N个所述锂电池均以第三预设电流值充电，休眠第三预设时间后记录各所述锂电池的第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间；
根据所述压降对所述锂电池进行等级划分，得到各所述锂电池的压降等级；
根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
2.根据权利要求1所述的锂电池配组方法，其特征在于，所述根据平均电量对N个所述锂电池进行等级划分，得到各所述锂电池的电量等级，包括：
将所述平均电量进行等级划分，得到第一电量等级、第二电量等级、第三电量等级、第四电量等级以及第五电量等级；
其中，所述第一电量等级为小于所述平均电量的97%的区间，所述第二电量等级为大于等于所述平均电量的97%且小于所述平均电量的100%的区间，所述第三电量等级为大于等于所述平均电量的100%且小于所述平均电量的103%的区间，所述第四电量等级为大于等于所述平均电量的103%且小于等于所述平均电量的106%的区间，所述第五电量等级为大于所述平均电量的106%的区间。
3.根据权利要求2所述的锂电池配组方法，其特征在于，所述根据所述平均压差进行等级划分，得到各所述锂电池的压差等级，包括：
将所述平均压差进行等级划分，得到第一压差等级、第二压差等级、第三压差等级以及第四压差等级；
其中，所述第一压差等级为小于所述平均压差的20%的区间，所述第二压差等级为大于等于所述平均压差的20%且小于所述平均压差的40%的区间，所述第三压差等级为大于等于所述平均压差的40%且小于所述平均压差的60%的区间，所述第四压差等级为大于等于所述平均压差的60%的区间。
4.根据权利要求1所述的锂电池配组方法，其特征在于，所述第三预设电流值小于所述第一预设电流值和所述第二预设电流值。
5.根据权利要求3或4所述的锂电池配组方法，其特征在于，所述根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组，包括：
将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组。
6.根据权利要求5所述的锂电池配组方法，其特征在于，将所述电量等级、所述压差等级以及所述压降等级均相同的锂电池配置为一组后，进一步包括：
将具有相邻或相同的所述电量等级、相邻或相同的所述压差等级和相邻或相同的所述压降等级的锂电池配置为一组。
7.根据权利要求1所述的锂电池配组方法，其特征在于，所述对N个所述锂电池均以第二预设电流值充电前，包括：
以第四预设电流截止值分别对N个所述锂电池进行放电至预设的第三截止电压。
8.根据权利要求1所述的锂电池配组方法，其特征在于，所述对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值充电至第一预设电压之前，包括：
对待配组的N个锂电池均以第五预设电流值充电第五预设时间。
9.一种锂电池配组装置，其特征在于，包括：
第一充电模块，用于对待配组的N个锂电池均以第一预设电流值恒流充电至第一预设电压，N为大于1的整数；
第一记录模块，用于在休眠第一预设时间后，分别记录N个所述锂电池的单体电量并计算N个所述锂电池的总电量；
第一计算模块，用于根据所述总电量计算N个所述锂电池的平均电量；
第一划分模块，用于根据所述平均电量进行等级划分，得到电量等级；
第二充电模块，用于对N个所述锂电池均以第二预设电流值恒流充电，记录N个所述锂电池在第二预设时间段内的始末的电压值；
第二计算模块，用于计算N个所述锂电池在所述预设时间段内的压差，所述压差为所述锂电池在所述预设时间段的末端的电压值减去所述锂电池在所述预设时间段的始端的电压值；
第三计算模块，用于根据所述压差计算N个所述锂电池的平均压差；
第二划分模块，用于根据所述平均压差进行等级划分，得到压差等级；
第三充电模块，用于对N个所述锂电池均以第三预设电流值恒流充电，休眠第三预设时间后记录第一截止电压，继续休眠第四预设时间后记录第二截止电压，计算N个所述锂电池的压降；所述压降为所述第二截止电压减去所述第一截止电压的差值除以所述第四预设时间；
第三划分模块，用于根据预设的规则对所述锂电池的压降进行等级划分，得到压降等级；
配组模块，用于根据所述电量等级、所述压差等级、所述压降等级对N个所述锂电池进行配组。
10.一种锂电池配组设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上存放的所述计算机程序，以执行如权利要求1-8任一项所述的锂电池配组方法的步骤。
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