CN115608653A - 电池系统中异常电池单元筛选的方法及筛选装置 - Google Patents

电池系统中异常电池单元筛选的方法及筛选装置 Download PDF

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CN115608653A CN202110785606.0A CN202110785606A CN115608653A CN 115608653 A CN115608653 A CN 115608653A CN 202110785606 A CN202110785606 A CN 202110785606A CN 115608653 A CN115608653 A CN 115608653A
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Abstract

本发明提供一种电池系统中异常电池单元筛选的方法及筛选装置，其中，所述方法包括分别对各所述电源支路进行以下筛选操作，获取该电源支路中的各个所述电池单元的内阻值以及该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值；分别将所述电池单元的内阻值与所述平均内阻值进行比较，并将该电源支路中内阻值大于预设内阻偏差值的电池单元标记为异常电池单元，所述的装置包括电池管理系统，用于执行上述方法。采用本发明的方法及装置，可及时进行异常电池单元标记并筛选出损坏电池单元，进行预警作用，在电池单元出现热失控前就发现异常预防电池隐患情况发生，从而极大地提高检测的精准性及电池系统的安全性。

Description

电池系统中异常电池单元筛选的方法及筛选装置
技术领域
本发明涉及电池系统检测技术领域，尤其是涉及一种电池系统中异常电池单元筛选的方法及相应的筛选的装置。
背景技术
当前一些设备(如纯电车辆、储能电箱等)中的电池系统采用锂电池构成，主流的锂电池中的电芯的类型分为方形、圆柱以及软包电芯。但不论哪种电芯，都会随着电池衰减，各项性能衰退，逐渐产生物理性质上的变化，这种变换容易导致电池发生热失控或爆炸，这对电池系统的运行安全有着重大影响。
电池实际可以等效为一个带有内阻的电源，不仅电压、电流是反映该电池性能的重要参数，其内阻也是非常重要的参数之一。过去的电池性能检测技术无法在实际使用状态下进行在线检测反馈，从而不能有效对电池进行管理、控制，这就导致只有在电池发生热失控时才能实现检测和报警，无法实现提前对异常的电池进行筛选和预警。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池系统中异常电池单元筛选的方法及相应的筛选的装置，旨在解决上述背景技术存在的不足，通过获取电池系统中各电池单元的内阻值与该电池单元所属的电源支路中所有电池单元的平均内阻值，对电池系统中异常的电池单元进行筛选及记录，以及时通知人员更换电池系统，预防电池隐患情况发生，从而极大地提高电池系统的安全性和实用性。
本发明的一种实施例提供一种电池系统中异常电池单元筛选的方法，所述电池系统包括至少一路电源支路，各个所述电源支路包括数个电池单元，所述方法包括分别对各个所述电源支路进行以下筛选操作：
步骤1：获取该电源支路中的各个所述电池单元的内阻值并求得电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值；
步骤2：分别将所述电池单元的内阻值与所述平均内阻值进行比较，并将该电源支路中内阻值大于预设内阻偏差值的电池单元标记为异常电池单元。
在一种可实现的方式中，所述步骤1包括以下分步骤：
分步骤11：在该电池系统未通电时，进行第一次采样：分别获取该电源支路中的各个所述电池单元的第一电压值；
分步骤12：在该电池系统通电时，各所述的电池单元接入预设的稳定电流并持续第一预设时长后，进行第二次采样：分别获取该电源支路中的各个所述电池单元的第二电压值；
分步骤13：分别求出各个所述电池单元对应的所述第一实时电压值与所述第二实时电压值之间的电压差值；
分步骤14：将各个所述电池单元所对应的电压差值除以所述预设的稳定电流，获取各个所述电池单元的内阻值；
分步骤15：将该电源支路中所有的所述电池单元的内阻值加在一起，然后除以该电源支路中所有所述电池单元的总数，求得该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值。
在一种可实现的方式中，所述分步骤12开始之前还包括以下步骤：
分步骤12.1：判断所述电池系统接入的电流的强度是否在预设电流强度范围，且该电流处于所述预设电流强度范围的持续时长超过第二预设时长；
分步骤12.2：若所述电池系统接入的所述电流的强度在所述预设电流强度范围，且该在所述预设电流强度范围的电流的持续时长超过第二预设时长，则将该电流定义为稳定电流，并继续后续分步骤12；否则不继续后续分步骤12。
在一种可实现的方式中，在进行所述分步骤12时，若所述预设的稳定电流产生超出预设的允许波动范围的波动时，停止继续对该电源支路进行所述筛选操作。
在一种可实现的方式中，在执行所述步骤1时，并行于所述分步骤11、12，分别对所述第一次采样时所述电池系统的温度及第二次采样时所述电池系统的温度进行检测；
若所述第一次采样时所述电池系统的温度与第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值属于预设温度差值，则持续执行所述筛选操作，并对筛选过程中获取到数据进行记录，其中，所述数据包括各个所述电池单元的第一实时电压值及各个所述电池单元的第二实时电压值；若所述第一次采样时所述电池系统的温度与所述第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值超出所述预设温度差值，则停止所述筛选操作。
在一种可实现的方式中，若环境温度小于基准环境温度，则所述预设温度差值的取值等于第一预设温差值；若所述环境温度不小于所述基准环境温度，则所述预设温度差值的取值等于第二预设温差值。
在一种可实现的方式中，各个所述电池单元包括N个电芯，所述步骤2中的所述预设内阻偏差值为：
Figure BDA0003158626810000031
倍的所述电池单元的平均内阻值。
在一种可实现的方式中，所述步骤2之后还包括以下步骤：
步骤3：判断是否完成预设的筛选次数；
步骤4：若未完成预设的筛选次数，则返回上述步骤1；若完成预设的筛选次数，则继续后续步骤5：
步骤5：统计各个所述电池单元被标记为异常电池单元的次数；
步骤6：将被标记为异常电池单元的次数达到预设次数的电池单元记录为损坏电池单元，而将被标记为所述异常电池单元的次数未达到预设次数的电池单元记录为非异常电池单元。
在一种可实现的方式中，所述步骤6之后还包括以下步骤：
步骤7：当有所述异常电池单元被记录为所述损坏电池单元时，进行预警操作。
在一种可实现的方式中，所述步骤1之前还包括以下步骤：
步骤0.1：判断所述电池系统是否连接充电插头；
步骤0.2：若所述电池系统连接所述充电插头，则继续后续步骤1；否则返回上述步骤0.1。
本发明的另一实施例提供一种电池系统中异常电池单元筛选的装置，所述装置包括电池管理系统，用于执行以上所述电池系统中异常电池单元筛选的方法。
本发明提供的电池系统中异常电池单元筛选的方法及相应的筛选的装置，通过获取每一电源支路中的各个所述电池单元的内阻值以及该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值，并获得每一电池单元内阻值与平均内阻值的偏差量，来检测并标记出该电池系统中中存在异常的电池单元，进而从异常电池单元中筛选出损坏电池单元，进行预警，在电池单元出现热失控前就发现损坏，及时通知人员更换对应的损坏电池单元，预防电池隐患，避免热失控情况发生，从而提高检测的精准性及电池系统的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中电池系统中异常电池单元筛选的方法的总流程图。
图2为本发明实施例中步骤1的具体步骤流程图。
图3为采用本发明实施例中电池系统中异常电池单元筛选的方法进行筛选时的数据统计示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
本发明的一种实施例提供一种电池系统中异常电池单元筛选的方法，所述电池系统包括至少一路电源支路，各个所述电源支路包括数个电池单元，本发明所检测的多个电池单元之间可以为串联或并联，各个电池单元中的多个电芯之间需要为并联连接，所述方法包括分别对各所述电源支路进行以下筛选操作：
步骤0.1：判断所述电池系统是否连接充电插头；
步骤0.2：若所述电池系统连接所述充电插头，则继续后续步骤1；否则返回上述步骤0.1。
步骤1：获取该电源支路中的各个所述电池单元的内阻值以及该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值，具体包括以下分步骤：
分步骤11：在该电池系统未通电时，进行第一次采样：分别获取该电源支路中的各个所述电池单元的第一实时电压值；
分步骤12.1：判断所述电池系统接入的电流的强度是否在预设电流强度范围，且该在所述预设电流强度范围的电流的持续时长超过第二预设时长；
分步骤12.2：若所述电池系统接入的所述电流的强度在所述预设电流强度范围，且该在所述预设电流强度范围的电流的持续时长超过第二预设时长，则将该电流定义为所述预设的稳定电流，并继续后续分步骤12；否则不继续后续分步骤12；
预设电流强度范围的下限为0.5C(C即对应电池的标称容量)，其上限为4C，第二预设时长的时间以电池进行DCR测试时的实验时长为参考设定，为10-60秒中选出的一个具体时间值。
举例而言，在本实施例中，电池标称容量对应的预设电流强度范围为50-400A，第二预设时长为30秒，那么当检测到电流在50-400A的范围内(即达到预设电流强度范围)之后持续保持30秒(即达到第二预设时长)，那么就可将该电流判定为在预设电流强度范围并满足第二预设时长的电流，并将其定义为预设的稳定电流此时，就可继续后续分步骤12；
分步骤12：在该电池系统通电时，各所述的电池单元接入预设的稳定电流并持续第一预设时长后，进行第二次采样：分别获取该电源支路中的各个所述电池单元的第二实时电压值，本实施例中的第一预设时长的取值同样根据电池进行DCR测试时的实验时长为参考，其范围设置为10-600秒中选出的一个具体时间值，如设置为180秒；
其中，在进行所述分步骤12时，若所述预设的稳定电流产生超出预设电流强度范围的波动时(如上述举例，即电流强度数值在充电过程中发生波动从而超过50-400A的范围)，停止继续对该电源支路进行所述筛选操作；
上述分步骤11、12的前后顺序可变，只需满足各自的对应条件即可；分步骤12.1和12.2作为分步骤12的前置步骤。
分步骤13：分别求出各个所述电池单元对应的所述第一实时电压值与所述第二实时电压值之间的电压差值；
分步骤14：将各个所述电池单元所对应的电压差值除以所述预设的稳定电流，获取各个所述电池单元的内阻值；
分步骤15：将该电源支路中所有的所述电池单元的内阻值加在一起，然后除以该电源支路中所有所述电池单元的总数，求得该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值；
步骤2：分别将所述电池单元的内阻值与所述平均内阻值进行比较，并将该电源支路中内阻值大于预设内阻偏差值的电池单元标记为异常电池单元。其中，各个所述电池单元包括N个电芯，所述预设内阻偏差值为：
Figure BDA0003158626810000071
倍的各个所述电池单元的平均内阻值；
步骤3：判断是否完成预设的筛选次数；
步骤4：若未完成预设的筛选次数，则返回上述步骤1，并在本次或之后的充电过程中继续进行步骤1-3；若完成预设的筛选次数，则继续后续步骤5：
步骤5：统计各个所述电池单元被标记为所述异常电池单元的次数；
步骤6：将被标记为所述异常电池单元的次数达到预设次数的电池单元记录为损坏电池单元，而将被标记为所述异常电池单元的次数未达到预设次数的电池单元记录为非异常电池单元；
步骤7：当有所述异常电池单元被记录为所述损坏电池单元时，进行预警操作。
其中，在执行所述步骤1时，分别对所述第一次采样时所述电池系统的温度及所述第二次采样时所述电池系统的温度进行检测；
若所述第一次采样时所述电池系统的温度与所述第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值属于预设温度差值，则持续执行所述筛选操作，并对筛选过程中获取到数据进行记录，其中，所述数据包括各个所述电池单元的第一实时电压值及各个所述电池单元的第二实时电压值；若所述第一次采样时所述电池系统的温度与所述第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值超出所述预设温度差值，则停止所述筛选操作；
其中，若环境温度小于基准环境温度，则所述预设温度差值等于第一预设温差值；若所述环境温度不小于所述基准环境温度，则所述预设温度差值等于第二预设温差值。
具体步骤可参阅图1及图2所示，其中，图1为本发明实施例中电池系统中异常电池单元筛选的方法中对各电源支路的进行筛选操作的总流程图。图2为本发明实施例中步骤1的具体步骤流程图。
图3为采用本发明实施例中电池系统中异常电池单元筛选的方法进行筛选时的数据统计图，其横坐标为电池单元的编号，纵坐标为电池单元的内阻阻值。图中的直线为检测到的平均内阻值，折线为每一单个电池单元的内阻值的连线，从图3中可以看出横坐标6号对应的单元与平均值差值大，满足筛选条件，内阻远远超出平均内阻，可将其定义为异常电池单元。通过实际验证，采用本发明中的方法可有效实现对异常电池单元的筛选。
本发明的另一实施例提供一种电池系统中异常电池单元筛选的装置，其中，所述装置包括电池管理系统(即BMS，Battery Management System)，用于执行上述实施例中的电池系统中异常电池单元筛选的方法。
该装置可通过电池管理系统(BMS)分析实时采集电池系统内的实时充电电池数据，采集实际环境下符合HPPC测试(即Hybrid PulsePower Characteristic，混合动力脉冲能力特性测试)的动态数据，筛选出具有损坏电池单元，及时通知相关人员更换电池。是可以在电池单元热失控之前就准确地发现电池单元异常的检测手段。
电动车辆上可设置上述实施例中的电池系统中异常电池单元筛选的装置，以对车上的电池系统进行管理，使得该车辆的安全性更高。
采用上述实施例中电池系统中异常电池单元筛选的方法及相应的筛选的装置进行筛选时，通过在线运行，模拟黑盒测试，无需将电池系统装在特殊的外部检测装置上，通过在充电时采集电池系统的电压数据，就能够检测出电池系统中是否有电池单元出现异常。在检测时，仅需对电池系统中各异常电池单元在不同稳态充电状态下的电压进行采集，就可得到各个电池单元的直流内阻值，并通过对比分析各个电池单元的直流内阻值与该电池单元所属的电源支路中所有电池单元的平均内阻值之间的差值，检测出异常电池单元并进行数据记录和预警处理。
为了更好地对上述实施例中的电池系统中异常电池单元筛选的装置执行上述电池系统中异常电池单元筛选的方法进行说明，下面举一具体的实施例进行说明：
由于电池系统包括多路电源支路，本方法进行筛选时分别对每一电源支路进行筛选操作(即当电池系统存在多个电源支路时，区分不同电源支路各自进行筛选异常电池单元的判断)，同时为了增加筛选结果的准确性，对各个电源支路进行了多次检测，每次检测的过程是一样的，每一次单次检测的步骤如下：
电池管理系统(BMS)获取该电源支路中的各个所述电池单元的内阻值以及该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值，具体步骤为：
首先，进行第一次采样：此次采样在电池系统未通电时，即在电池系统进行外接充电前(即插头接入电池系统，但电流未通，此时可以判断电池系统处于稳定的待充电状态)，电池管理系统(BMS)采集该电源支路全体电池单元的电压信息(即第一实时电压值)，此时，采集电池单元信息稳定，无外界环境干扰；
再进行第二次采样：此次采样电池系统连接插头并开始充电，并实现稳定的大电流充电且持续固定时间后(即在该电池系统接入预设的稳定电流并持续第一预设时长后)，再次采样全体电池单元电压信息(即第二实时电压值)。
在第二次采样过程中，若无法满足输入稳定且持续预设时长的电流，则停止本次筛选。
所述的停止本次筛选分为：
在第二次采样过程中，输入到电池系统的电流发生较大波动，则停止本次筛选；以及
在第二次采样开始前，若输入到电池系统的电流不是达到预设的电流强度标准且稳定的电流，输入的电流存在较大的波动(即输入的电流不是预设的稳定电流)，或者虽然输入了预设的稳定电流，但持续时间不满足第二预设时长，无法满足开始检测的条件，则停止本次筛选，不开始第二次采样。
在完成上述两次采用后，分别获得每一电池单元的第一实时电压值及第二实时电压值，根据每一电池单元的第一实时电压值及第二实时电压值，计算各个电池单元直流内阻(即内阻值)，并根据电源支路内所有电池单元的直流内阻(内阻值)，计算出支路内全体电池单元平均直流内阻。实现一次单次内阻值及平均内阻值的测试。
其中，每一个电池单元的内阻值Ri可由下式1求得：
Figure BDA0003158626810000101
其中，i为每一电池单元所对应的编号，U1i为编号为i的电池单元的第一实时电压值，U2i为编号为i的电池单元的第二实时电压值，I为第二次采样时输入到电池单元中的预设的稳定电流。预设的稳定电流I可由电池管理系统(BMS)来控制。
上式1的含义为：获得电池单元充电前和充电时的电压压差，除以充电时的电流，从而获得电池单元的内阻值。各个电池单元的电压值及两次采样的压差为动态，少量的波动为正常现象。
当计算出每一电池单元的内阻值Ri后就可求得该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值。
此后，将计算所得的电源支路内全部电池单元的平均直流内阻值与单个电池单元的内阻值进行比较，筛选出与平均直流内阻偏差值较大的电池单元作为异常单元并进行标记/预警提示(即将该电源支路中内阻差值超出预设内阻差值范围的电池单元标记为异常电池单元)。
此时，完成单次检测过程。
上述实施例中的方法为了消除孤例的误差，对电池系统进行多次充电，进行多轮上述的单次检测，并对检测结果进行比较后，若有电池单元被多次标记为异常电池单元，即可确定该电池单元为损坏电池单元，此时可将该被多次标记为异常电池单元的电池单元记录为损坏电池单元，并进行预警。
在该电池系统中，每一支路中的电池单元都有属于自己的编号，故进行标记或记录时，仅需标记或记录该电池单元对应的编号即可。
例如连续至少2次充电统计过程中，均出现相同的电池单元编号，则记录该单元为损坏电池单元，并上报故障，起到预警作用。
上述实施例中，为了消除误差，设置了一个预设内阻差值进行异常电池单元的判断，即内阻值与平均内阻值之间的内阻差值只有超出预设内阻差值的电池单元才会被标记为异常电池单元，若某一电池单元的内阻值虽然相对于平均内阻值有偏差，但未超出预设内阻差值则不会被标记为异常电池单元。
上述实施例中的预设内阻差值为：
Figure BDA0003158626810000111
倍的所述电池单元的平均内阻值，其中，N为电池单元所包含的电芯的数量。之所以采用
Figure BDA0003158626810000112
倍的所述电池单元的平均内阻值构成预设内阻偏差值是基于下述原因：
现有技术中的电池单元由多个电芯并联形成，在某个电芯单点失效的情况下，失效的单个电芯可以等效为最极端情况，即该失效的电芯的内阻趋于无限大，则呈现到整节电池单元中，内阻的变化呈现固定规律，此时，电池单元的内电阻变为原始内电阻的
Figure BDA0003158626810000113
倍，其中，N为电池单元中电芯的数量。
计算过程如下：N个内阻值为R的电芯，并联后的总阻值的倒数为内阻值倒数的和，即总阻值为
Figure BDA0003158626810000114
若该电池单元中的一个电芯失效内阻变为无限大后倒数为1/∞＝0，剩余的电池单元总阻值即为
Figure BDA0003158626810000115
即其中有一电芯失效的电池单元与完好的电池单元之间内阻的比值为
Figure BDA0003158626810000116
单个电池单元之中的电芯因为生产公差、参数区别产生的较小的一致性误差引起的内阻变化具有局限性(即一致性误差不会导致过大的内阻变化)。在整个电池单元的水平上来看，在进行电池单元平均内阻的对比时，相对于一致性误差的内阻变化，
Figure BDA0003158626810000121
倍的内阻变化会极为明显，所以基于横向对比，将预设内阻差值设为平均内阻值的
Figure BDA0003158626810000122
倍为相对合理的判断电池单元异常的偏差范围，即单个电池单元测得的内阻基本达到平均内阻值的
Figure BDA0003158626810000123
倍(预设内阻偏差值)附近时，判断该电池单元产生异常，为异常电池单元。
也就是说在筛选过程中，将与平均内阻值的比值大于
Figure BDA0003158626810000124
倍的电池单元标记为异常电池单元。
该预设内阻偏差值通过作为筛选对象的电池单元的电芯数量预先计算并设置，例如，一个电池单元中有8个电芯，其中1个电芯失效时
Figure BDA0003158626810000125
即为8除以7等于1.14，因为更多个电芯失效时的比值更大，故只计算单个电芯失效的数值即可以作为筛选的偏差值。此时即采用1.14作为预设内阻偏差值，当某一个电池单元的内阻值大于1.14倍的平均内阻值时，即可以将其作为异常电池单元进行标记。
在进行上述筛选时，由于电池内阻随温度变化较为明显，在进行对比过程中，针对不同温度变化区间，对单次测试中的前后两次采样时，电池系统温差大小进行限制，即在设置的温差范围内，单次测试可以进行，若超出设置的范围，单次测试暂停或不开始。
在上述筛选过程中，分别对所述第一次采样时所述电池系统的温度及所述第二次采样时所述电池系统的温度进行检测；
若所述第一次采样时所述电池系统的温度与所述第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值属于预设温度差值，则持续执行所述筛选操作，并对筛选过程中获取到数据进行记录，其中，所述数据包括各个所述电池单元的第一实时电压值及各个所述电池单元的第二实时电压值；若所述第一次采样时所述电池系统的温度与所述第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值超出所述预设温度差值，则停止所述筛选操作。通过不同温度进行筛选控制的原因在于：电池的内阻随温度变化而变化，当电池处于低温区间，内阻随温度变化较为明显，在高温区间，电池内阻变化较为平缓。若两次采样之间的温度跨度过大则容易同时囊括低温区间和高温区间的内阻变化特性，造成测量误差。所以电池内阻测量时，需要保证在允许温差的范围内，使电芯内阻变化不超过20％，从而避免温度变化导致的电池内阻变化影响异常单体的筛选。
由于电池的电解液、电机材料、电芯构造等存在差别，不同电池之间发内阻随温度变化的温度区间也不同，所以设定基准环境温度进行区分。基准环境温度、第一预设温差值、第二预设温差值的设置方式为根据上述温度控制中电芯内阻变化不超过20％的要求通过试验室试验得出所需的具体数值。根据对不同电池的试验测试，基准环境温度的取值范围为0～35℃，在实际检测应用时根据对应的电池特性(即上述内阻随温度变化的特性)选择其中的一个定值，小于该定值的即应用下述第一预设温差值，不小于该定值的即应用下述第二预设温差值。同理，第一预设温差值的取值范围为3～15℃，第二预设温差值的取值范围为5～20℃。在实际检测应用时，在第一预设温差值和第二预设温差值的取值范围内根据对应的电池特性分别选择定值并进行后续测试。具体到一个型号车辆上的一种电池而言，其对应的基准环境温度、第一预设温差值、第二预设温差值即为三个数值；多种型号车辆的多种电池对应的基准环境温度、第一预设温差值、第二预设温差值组合形成上述的取值范围。
若进行异常单体筛选时车辆所处的实际环境温度小于基准环境温度，则所述预设温度差值等于第一预设温差值；若所述环境温度不小于所述基准环境温度，则所述预设温度差值等于第二预设温差值。
根据一种实施方式：在某型号锂电池的异常单体筛选中，将基准环境温度设为5℃，将第一预设温差值设为5℃，将第二预设温差值设为12℃。
那么在筛选过程中，如果环境温度小于5℃(此时可将该范围的温度定义为低温区域)，预设温度差值的数值即取第一预设温差值的5℃，此时若第一次采样与第二次采样时电池系统的温度差在5℃以内，那么持续执行所述筛选操作，并对筛选过程中获取到数据进行记录，若第一次采样与第二次采样时电池系统的温度差超出5℃，那么本次充电不进行筛选；
如果环境温度高于5℃(可将该范围的温度定义为高温区域)，预设温度差值的数值即取第二预设温差值的12℃，此时该电池的电芯在该温度差值区间内的内阻变化量不会大于20％，也即不会对整个电池单元的电阻测量造成影响判断的误差。从而，若第一次采样与第二次采样时电池系统的温度差在12℃以内，那么持续执行所述筛选操作，并对筛选过程中获取到数据进行记录，若第一次采样与第二次采样时电池系统的温度差超出12℃，那么本次充电不进行筛选。
上述的筛选过程为对车辆电池系统的每一电源支路均进行筛选操作，同时，各个电源支路中的检测数据独立记录，即当有第二条(或更多条)电源支路时，对另一条电源支路创建新的数据组，按照上述步骤记录另一条电源支路信息并统计其中的异常电池单元。
上述实施例中提到的各个具体参数数值在其范围内的取值跟随电池特性，电池包(电池组)实际需求调整，并非是一个固定的数值。
上述实施例中电池系统中异常电池单元筛选的方法及相应的筛选的装置可实现在线实时监测，及时识别出电池系统中的异常电池单元。若上述的电池系统为三元锂电池系统，采用上述实施例中的方法对三元锂电池系统进行检测时，通过采集三元锂电池系统充电时的充电数据，所述充电数据至少包括所述三元锂电池系统中各电池单元的实时动态电压，满足预设条件时采集不同条件时的数据，以进行对比并识别出电池单元的异常并筛选出损坏电池单元，及时通知人员更换电池系统，预防电池隐患情况发生，提高三元锂电池系统的安全性。
本发明提供的电池系统中异常电池单元筛选的方法及相应的筛选的装置，通过获取每一电源支路中的各个所述电池单元的内阻值以及该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值，并对比每一电池单元内阻值与平均内阻值偏差量，来检测出该电池系统中哪一电源支路种的电池单元出现了异常，以及时筛选出损坏电池单元，进行预警作用，在电池单元出现热失控前就发现损坏，及时通知人员更换电池系统，预防电池隐患情况发生，从而极大地提高检测的精准性及电池系统的安全性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种电池系统中异常电池单元筛选的方法，所述电池系统包括至少一路电源支路，各个所述电源支路包括数个电池单元，其特征在于，所述方法包括分别对各个所述电源支路进行以下筛选操作：
步骤1：获取该电源支路中的各个所述电池单元的内阻值并求得电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值；
步骤2：分别将所述电池单元的内阻值与所述平均内阻值进行比较，并将该电源支路中内阻值大于预设内阻偏差值的电池单元标记为异常电池单元。
2.如权利要求1所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，所述步骤1包括以下分步骤：
分步骤11：在该电池系统未通电时，进行第一次采样：分别获取该电源支路中的各个所述电池单元的第一电压值；
分步骤12：在该电池系统通电时，各所述的电池单元接入预设的稳定电流并持续第一预设时长后，进行第二次采样：分别获取该电源支路中的各个所述电池单元的第二电压值；
分步骤13：分别求出各个所述电池单元对应的所述第一电压值与所述第二电压值之间的电压差值；
分步骤14：将各个所述电池单元所对应的电压差值除以所述预设的稳定电流，获取各个所述电池单元的内阻值；
分步骤15：将该电源支路中所有的所述电池单元的内阻值加在一起，然后除以该电源支路中所有所述电池单元的总数，求得该电源支路中所有所述电池单元的平均内阻值。
3.如权利要求2所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，所述分步骤12开始之前还包括以下分步骤：
分步骤12.1：判断所述电池系统接入的电流的强度是否在预设电流强度范围，且该电流的强度处于所述预设电流强度范围的持续时长超过第二预设时长；
分步骤12.2：若所述电池系统接入的所述电流的强度在所述预设电流强度范围内，且该在所述预设电流强度范围内的电流的持续时长超过第二预设时长，则将该电流定义为所述预设的稳定电流，并继续后续分步骤12；否则不继续后续分步骤12。
4.如权利要求2所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，在进行所述分步骤12时，若所述预设的稳定电流的强度值超出所述预设电流强度范围时，停止继续对该电源支路进行所述筛选操作。
5.如权利要求2所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，在执行所述步骤1时，并行于所述分步骤11、12，分别对第一次采样时所述电池系统的温度及第二次采样时所述电池系统的温度进行检测；
若第一次采样时所述电池系统的温度与第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值小于预设温度差值，则持续执行所述筛选操作，并对筛选过程中获取的数据进行记录，其中，所述数据包括各个所述电池单元的第一实时电压值及各个所述电池单元的第二实时电压值；若所述第一次采样时所述电池系统的温度与所述第二次采样时所述电池系统的温度之间的温度差值大于所述预设温度差值，则停止所述筛选操作。
6.如权利要求5所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，若环境温度小于基准环境温度，则所述预设温度差值的取值等于第一预设温差值；若所述环境温度不小于所述基准环境温度，则所述预设温度差值取值等于第二预设温差值。
7.如权利要求1所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，各个所述电池单元包括N个电芯，所述步骤2中的所述预设内阻偏差值为：
Figure FDA0003158626800000021
倍的所述电池单元的平均内阻值。
8.如权利要求1所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，所述步骤2之后还包括以下步骤：
步骤3：判断是否完成预设的筛选次数；
步骤4：若未完成预设的筛选次数，则返回上述步骤1；若完成预设的筛选次数，则继续后续步骤5：
步骤5：统计各个所述电池单元被标记为异常电池单元的次数；
步骤6：将被标记为异常电池单元的次数达到预设次数的电池单元记录为损坏电池单元，而将被标记为所述异常电池单元的次数未达到预设次数的电池单元记录为非异常电池单元。
9.如权利要求8所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，所述步骤6之后还包括以下步骤：
步骤7：当有所述异常电池单元被记录为所述损坏电池单元时，进行预警操作。
10.如权利要求1所述电池系统中异常电池单元筛选的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括以下步骤：
步骤0.1：判断所述电池系统是否连接充电插头；
步骤0.2：若所述电池系统连接所述充电插头，则继续后续步骤1；否则返回上述步骤0.1。
11.一种电池系统中异常电池单元筛选的装置，其特征在于，所述装置包括电池管理系统，用于执行所述权利要求1至10中任一项所述电池系统中异常电池单元筛选的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116080406A (zh) * 2023-04-10 2023-05-09 深圳市锐深科技有限公司 电动轮船动力电池组监测方法，装置，介质及电子设备

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