CN116387651B - 电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法 - Google Patents
电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116387651B CN116387651B CN202310606849.2A CN202310606849A CN116387651B CN 116387651 B CN116387651 B CN 116387651B CN 202310606849 A CN202310606849 A CN 202310606849A CN 116387651 B CN116387651 B CN 116387651B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- battery modules
- front part
- charging
- deltav
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 230000007423 decrease Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 24
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 18
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 18
- 101000872083 Danio rerio Delta-like protein C Proteins 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法，包括：获得每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，将前n个高电压值的电池模块对应的编号记入第一集合；获得每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，将前m个高电压值的电池模块对应的编号记入第二集合；获得服役后电池模块在初始充电时间段内的电压值，将前n个高电压值的电池模块对应的编号记入第三集合；获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，将前m个高电压值的电池模块对应的编号记入第四集合；获得衰降电芯所在的电池模块并预警。其能够对先并后串的电池包中衰降电芯进行预警。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是指一种电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法。
背景技术
随着新能源汽车的迅速发展及普及，新能源汽车的安全性要求越来越严格，新能源汽车的安全性也成为了汽车间竞争的关键指标。新能源汽车的安全性很大程度上受汽车中装配的电池包的安全性制约。目前行业内在研究改善电池包安全性的同时，也在新能源汽车控制系统中完善布控电池包异常的预警方法，提前识别预警新能源车中电池包的异常，及时采取措施消除异常，避免异常的进一步恶化。
目前，市场上电池包中电芯的成组方式主要有两种：第一种方式是多个电芯并联成一个小的电池模块，几个电池模块再串联成模组，几个模组再串联成电池包，这种方式称为先并后串结构；第二种方式是单个电芯就是一个电池模块，几个电池模块再串联成模组，几个模组再串联成电池包，这种方式称为串联结构。
随着车辆上电芯使用时间的增加，由于电芯的衰降、老化速率不一样，电芯间的不一致性逐渐增大，且衰降较快电芯更容易出现异常。随着电芯的不一致性逐渐增大，车辆在不同的使用工况下，电芯电压的变化情况会有不同程度的差异表现。但是，由于整车的数据监控系统只能监控记录电池模块的电压，当电池模块是由多个电芯并联组成时，无法监控记录电池模块中每颗电芯的电压。电芯并联时，电芯间的电压会保持一致，当其中一颗电芯出现异常，健康状态衰降较大时，并联的电芯间会相互充放电，导致模组中电池模块间的电压差异不明显；此外，并联结构中，单电芯的阻值增大时，电池模块的总阻值变化不明显，则车辆在不同的使用工况下，电池模块电压变化情况的差异性就不太明显。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中先并后串电池包结构的预警漏报率高的技术缺陷，其能够对先并后串的电池包中衰降电芯进行预警。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池包中电芯衰降的预警方法，所述电池包包括多个串联的电池模块，每个所述电池模块包括多个并联的电芯，所述预警方法包括：
对电池包进行充电；
分别获得每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第一集合；其中，n为自然数，n大于1，且小于电池包中电池模块的数量；
分别获得每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值对电池模块进行排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第二集合；其中，m为自然数，m大于1，且小于电池包中电池模块的数量；
在电池包服役预设时间后，对电池包进行充电；
分别获得服役后每个电池模块在初始充电时间段内的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第三集合；
分别获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第四集合；
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警。
作为优选的，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合C1∩ΔC1中的元素为衰降的电芯所在的电池模块的编号。
作为优选的，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号相同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号相同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
则集合A∩ΔA中的元素为衰降电芯所在的电池模块的编号。
作为优选的，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号不同，第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号相同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
取集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合A∩ΔC1中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
作为优选的，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号不同，当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号相同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；
则集合ΔA∩C1中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
作为优选的，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号不同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；
则集合S1=A∪C1；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号不同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
取集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合S2=ΔA∪ΔC1；
则集合S1∩S2中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
作为优选的，n的取值范围为3-6；m的取值范围为3-6。
作为优选的，所述对电池包进行充电中，依据电池包所对应的充电策略对电池包进行充电操作。
作为优选的，所述第一充电时间段为充电策略中的最大电流所对应的充电时间段。
作为优选的，所述电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值为：
电池模块充电结束前最后一帧电压与充电结束后第一帧电压的电压差值。
本发明公开了一种电池包中电芯衰降的预警系统，包括：
充电控制单元，所述充电控制单元用于对电池包进行充电；
第一数据采集模块，所述第一数据采集模块用于分别获得服役初期每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第一集合；其中，n为大于1，且小于电池模块数量的自然数；
第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于分别获得服役初期每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值对电池模块进行排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第二集合；其中，m为大于1，且小于电池模块数量的自然数；
第三数据采集模块，所述第三数据采集模块用于分别获得服役后每个电池模块在初始充电时间段内的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第三集合；
第四数据采集模块，所述第四数据采集模块用于分别获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第四集合；
计算模块，所述计算模块用于对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块。
本发明公开了一种电池包的检修方法，包括：
基于上述的电芯衰降的预警方法，定位衰降电芯所在的电池模块；
更换电池包中衰降电芯所在的电池模块。
本发明公开了一种电池包的检修方法，包括：
基于上述的电芯衰降的预警方法，定位衰降电芯所在的电池模块；
拆解电池包中衰降电芯所在的电池模块；
检测衰降电芯所在的电池模块，定位衰降的电芯并对衰降电芯进行更换。
本发明的电池包中电芯衰降的预警方法相比现有技术具有以下优点：
1、本发明中的预警方法能够对先并后串的电池包中个别衰降较严重的电芯的有效预警，从而提升电池包的安全性。
2、对于电池包，由于电芯并联，当个别电芯衰减时，电池模块的电压差别不明显，本发明通过多个电压特征同时确认衰减电芯所在电池模块，其检测精度高，避免误预警的情况。
3、本发明中的电芯衰减预警方法可以贯穿电池包服役的整个过程中，在每次电池充电过程中，皆可将当前充电过程中的电池检测数据与前期充电阶段电池检测数据进行比较，从而快速筛检出衰减电芯所在电池模块。
本发明的电池包中电池包的检修方法相比现有技术具有以下优点：
本发明中的检修方法能够对电池包中衰降较严重的电芯进行检修，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的电池包中电芯衰降的预警方法的流程图；
图2为电池包的检修方法的流程图一；
图3为电池包的检修方法的流程图二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
随着车辆上电芯使用时间的增加，由于电芯的衰降、老化速率不一样，电芯间的不一致性逐渐增大，且衰降较快电芯更容易出现异常。电池包中个别电芯衰降较严重时，衰降较严重电芯的性能会与其他电芯的性能有一定的差异，这个性能上的差异会在电芯电压数据中能更明显地体现出来，且电芯通过的电流越大时，电芯的电压数据表现的差异越明显；此外，通过电芯的电流变化值越大时，电芯的电压数据表现的差异也会越明显。
电池包在服役期间，充电策略基本保持不变，充电电流基本一致，可比性较高，则提取充电段电池包的电压特征值进行对比，具体的，包含以下特征：
电压特征1：电池包在充电初期，电池包中衰降越严重的电芯、初始容量越大的电芯、阻值越大的电芯的电压越大，且电池包接通的电流越大时，电压差异越明显。
电压特征2：在充电结束时刻，没有电流通过时，衰降越严重的电芯、阻值越大的电芯的电压减少的越大；且充电结束时刻，电流变化值越大，电压差异越明显。
电压特征3：电池包服役一段时间之后，与服役初期在相同充电策略的情况下对比，衰降越严重电芯的电压特征1和电压特征2表现出来的差异明显。
但并联的电池模块中个别电芯的衰降对电池模块性能的影响较小。电池包中电池模块间的初始容量差异、阻值差异等因素也会对电池模块的电压造成差异。只有通过电压的三个特征同时判断才能更准确的预测电芯衰降差异。
参照图1所示，本发明公开了一种电池包电芯衰降的预警方法，电池包包括多个串联的电池模块，每个电池模块包括多个并联的电芯，预警方法包括：
对电池包进行充电；
分别获得每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第一集合；其中，n为自然数，n大于1，且小于电池包中电池模块的数量；
分别获得每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值对电池模块进行排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第二集合；其中，m为自然数，m大于1，且小于电池包中电池模块的数量；
在电池包服役预设时间后，对电池包进行充电；
分别获得服役后每个电池模块在初始充电时间段内的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第三集合；
分别获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第四集合；
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警。
本发明具备以下优点：
1、本发明中的预警方法能够对先并后串的电池包中个别衰降较严重的电芯的有效预警，从而提升电池包的安全性。
2、对于电池包，由于电芯并联，当个别电芯衰减时，电池模块的电压差别不明显，本发明通过多个电压特征同时确认衰减电芯所在电池模块，其检测精度高，避免误预警的情况。
3、本发明中的电芯衰减预警方法可以贯穿电池包服役的整个过程中，在每次电池充电过程中，皆可将当前充电过程中的电池检测数据与前期充电阶段电池检测数据进行比较，从而快速筛检出衰减电芯所在电池模块。
进一步的，对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，具体实施方式如下：
实施例一
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合C1∩ΔC1中的元素为衰降的电芯所在的电池模块的编号。
其中，第一集合V前对应上述电压特征1，第一集合V前中的元素为电池包中在充电初期电压较大的电芯，而电压差异越明显，电池包中电芯衰降越严重。第二集合V后对应上述电压特征2，在充电结束时，电压减少越大，电芯衰降越严重。集合C1与集合ΔC1对应上述电压特征3，即电池包服役一段时间之后，与服役初期在相同充电策略的情况下对比，其中，集合C1对应电池包服役一段时间后，电压特征1差异更明显的电池，随着电池工作时间的增加，一些电池在充电初期的电压的相对排序发生了变化，集合C1中的元素为在电池服役一段时间之后，初始充电状态下电压相较于服役初期发生较大增加的电芯；ΔC1对应电池包服役一段时间后，电压特征2差异更明显的电池，随着电池工作时间的增加，一些电池在充电结束时刻的电压的相对排序发生了变化，ΔC1中的元素为在电池服役一段时间之后，充电结束时刻前后的电压差相较于服役初期发生较大增加的电芯。最后，通过取集合C1和ΔC1的交集，可以较为精确地获得衰降电芯所在电池模块的编号。需要说明的是，在对集合C1和ΔC1的运算时，已经对电压特征1和电压特征2相对应的电池进行集合运算，所以最后并没有对符合电压特征1、电压特征2、电压特征3的电芯取交集。
实施例二
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号相同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号相同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
则集合A∩ΔA中的元素为衰降电芯所在的电池模块的编号。
其中，第一集合V前对应上述电压特征1，第一集合V前中的元素为电池包中在服役初期充电开始阶段电压较大的电芯。第二集合ΔV前对应电压特征2，第二集合ΔV前中的元素为在服役初期电池充电结束前后时刻的电压差值较大的电芯所在电池模块的集合，集合A与ΔA对应上述电压特征3，分别对应电池包服役一段时间之后，与服役初期在相同充电策略的情况下对比，衰降越严重电芯的电压特征1和电压特征2表现出来的差异明显的电芯，集合A代表电压特征1在服役初期和服役期间发生较大改变的电芯所在电池模块，ΔA代表电压特征2在服役初期和服役期间发生较大改变的电芯所在电池模块，而通过取集合A和ΔA的交集，可以更为精确地获得衰降电芯所在电池模块的编号。在对A和ΔA的运算时，已经对电压特征1和电压特征2相对应的电池进行集合运算，所以最后并没有对符合电压特征1、电压特征2、电压特征3的电芯所在电池模块的集合取交集。
实施例三
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号不同，第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号相同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
取集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合A∩ΔC1中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
同样的，本实施例中，第一集合V前对应上述电压特征1，集合A和ΔC1也对应着上述电压特征3，第二集合ΔV前对应着上述电压特征2，其中，通过取集合A和ΔC1的交集，可以更为精确地获得衰降电芯所在电池模块的编号。
实施例四
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号不同，当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号相同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；
则集合ΔA∩C1中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
同样的，本实施例中，第一集合V前对应上述电压特征1，集合C1和ΔA对应着上述电压特征3，第二集合ΔV前对应着上述电压特征2，通过取集合ΔA和C1的交集，可以更为精确地获得衰降电芯所在电池模块的编号。
实施例五
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号不同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；
则集合S1=A∪C1；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号不同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
取集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合S2=ΔA∪ΔC1；
则集合S1∩S2中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
在上述实施例中，对于n和m的取值，可根据需求设定，若n和m取值太小，不易找到衰降的电芯，若n和m取值太大，筛选的衰降的电芯较多，还未达到需要维修或更换的程度。因此，优选的，n的取值范围为3-6。m的取值范围为3-6。
作为优选方案，对电池包进行充电中，依据电池包所对应的充电策略对电池包进行充电操作。第一充电时间段为充电策略中的最大电流所对应的充电时间段。
进一步的，电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值为：电池模块充电结束前最后一帧电压与充电结束后第一帧电压的电压差值。
相应的，本发明公开了一种电池包中电芯衰降的预警系统，包括充电控制单元、第一数据采集模块、第二数据采集模块、第三数据采集模块、第四数据采集模块和计算模块。
充电控制单元用于对电池包进行充电；
第一数据采集模块用于分别获得服役初期每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第一集合；其中，n为大于1，且小于电池模块数量的自然数；
第二数据采集模块用于分别获得服役初期每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值对电池模块进行排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第二集合；其中，m为大于1，且小于电池模块数量的自然数；
第三数据采集模块用于分别获得服役后每个电池模块在初始充电时间段内的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第三集合；
第四数据采集模块用于分别获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第四集合；
计算模块用于对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块。
在另一实施例中，参见图2所示，本发明公开了一种电池包的检修方法，包括：
基于上述的电芯衰降的预警方法，定位衰降电芯所在的电池模块；
更换电池包中衰降电芯所在的电池模块。
在另一实施例中，参见图3所示，本发明公开了一种电池包的检修方法，包括：
基于上述的电芯衰降的预警方法，定位衰降电芯所在的电池模块；
拆解电池包中衰降电芯所在的电池模块；
检测衰降电芯所在的电池模块，定位衰降的电芯并对衰降电芯进行更换。
下面，结合具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明与解释。
1、首先提取车辆全生命周期中需要的数据：
1.1、主要需要的数据有绝对时间、电流、SOC、各电池模块电压、充电状态信号等。
2、充电段数据的定位：
2.1、根据各厂家车辆数据中充电时刻的特性，定位到各充电段；
2.2、可以将各充电段进行划拆分，拆分充电段时，需要保留充电结束后，静置过程的几帧数据。3、电压数据分析：
3.1、统计整车服役初期，前三次充电过程中，大电流充电末端各串电池模块电压的分布，并对电池模块电压大小进行排名，记录排名前五的电芯模块编号，记为“V前”；
3.2、统计整车服役初期，前三次充电过程中，每个电池模块充电最后一帧电压与充电结束第一帧电压的差值，并对压差排名，记录排名前三的电池模块编号，记为“ΔV前”；
3.3、整车服役期间，统计每次充电过程中，大电流充电末端各串电池模块电压的分布，并对电池模块电压大小进行排名，记录排名前五的电芯模块编号，记为“V后”；
3.4、整车服役期间，统计每次充电过程中，每个电池模块充电最后一帧电压与充电结束第一帧电压的差值，并对压差排名，记录排名前三的电池模块编号，记为“ΔV后”；
3.5、在每次充电结束后进行一次判断，V前与V后的并集为∪1，∪1与V前的差集为C1；ΔV前与ΔV后的并集为Δ∪1，Δ∪1与ΔV前的差集为ΔC1；若C1与ΔC1的交集∩1不为空，则∩1中的电池模组编号就是衰降较严重的电池模块；
即：C1＝（V前∪V后）-V前；ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
若∩1=C1∩ΔC1，且∩1不为空集；
则∩1中的电池模组编号就是衰降较严重的电池模块。
3.6、在每次充电结束后进行一次判断，若V前与V后中电池模块编号相同，但其中某个或某几个电池模块的排名前移了，将前移的电池模块号记为集合A。若ΔV前与ΔV后中电池模块编号相同，但其中某个或某几个电池模块的排名前移了，将前移的电池模块号记为集合ΔA。若A与ΔA的交集∩2不为空，则∩2中的电池模组编号就是衰降较严重的电池模块。
即：若V前＝V后，∩2＝A∩ΔA，且∩2不为空集；
则∩2中的电池模组编号就是衰降较严重的电池模块。
通过上述实施方式，本发明能够对先并后串结构车型中个别衰降较严重的电芯的有效预警。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (13)
1.一种电池包中电芯衰降的预警方法，所述电池包包括多个串联的电池模块，每个所述电池模块包括多个并联的电芯，其特征在于，所述预警方法包括：
对电池包进行充电；
分别获得每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第一集合；其中，n为自然数，n大于1，且小于电池包中电池模块的数量；
分别获得每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值对电池模块进行排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第二集合；其中，m为自然数，m大于1，且小于电池包中电池模块的数量；
在电池包服役预设时间后，对电池包进行充电；
分别获得服役后每个电池模块在初始充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第三集合；
分别获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第四集合；
对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警。
2.根据权利要求1所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合C1∩ΔC1中的元素为衰降的电芯所在的电池模块的编号。
3.根据权利要求1所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号相同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号相同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
则集合A∩ΔA中的元素为衰降电芯所在的电池模块的编号。
4.根据权利要求1所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号不同，第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号相同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
取集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合A∩ΔC1中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
5.根据权利要求1所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号不同，当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号相同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；
则集合ΔA∩C1中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
6.根据权利要求1所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块并预警，包括：
令第一集合为V前、第二集合为ΔV前、第三集合为V后、第四集合为ΔV后；
当第一集合V前和第三集合V后中电池模块编号不同，且相对于第一集合V前，第三集合V后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合A；
取集合C1＝（V前∪V后）-V前；
则集合S1=A∪C1；
当第二集合ΔV前和第四集合ΔV后中电池模块编号不同，且相对于第二集合ΔV前，第四集合ΔV后中某个或某几个电池模块的排名前移，将前移的电池模块的编号记入集合ΔA；
取集合ΔC1＝（ΔV前∪ΔV后）-ΔV前；
则集合S2=ΔA∪ΔC1；
则集合S1∩S2中的元素为衰降电芯所在电池模块的编号。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，n的取值范围为3-6，m的取值范围为3-6。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述对电池包进行充电中，依据电池包所对应的充电策略对电池包进行充电操作。
9.根据权利要求8所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述第一充电时间段为充电策略中的最大电流所对应的充电时间段。
10.根据权利要求1所述的电池包中电芯衰降的预警方法，其特征在于，所述电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值为：
电池模块充电结束前最后一帧电压与充电结束后第一帧电压的电压差值。
11.一种电池包中电芯衰降的预警系统，其特征在于，包括：
充电控制单元，所述充电控制单元用于对电池包进行充电；
第一数据采集模块，所述第一数据采集模块用于分别获得服役初期每个电池模块在第一充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第一集合；其中，n为大于1，且小于电池模块数量的自然数；
第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于分别获得服役初期每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值对电池模块进行排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第二集合；其中，m为大于1，且小于电池模块数量的自然数；
第三数据采集模块，所述第三数据采集模块用于分别获得服役后每个电池模块在初始充电时间段末端的电压值，依据电压值对电池模块进行排序，截取前n个高电压值的电池模块，将前n个电池模块对应的编号记入第三集合；
第四数据采集模块，所述第四数据采集模块用于分别获得服役后每个电池模块在充电结束前的预设时刻和充电结束后的预设时刻的电压差值，依据电压差值排序，截取前m个高电压差值的电池模块，将前m个电池模块对应的编号记入第四集合；
计算模块，所述计算模块用于对比第一集合、第二集合、第三集合和第四集合，获得衰降电芯所在的电池模块。
12.一种电池包的检修方法，其特征在于，包括：
基于权利要求1-10任一项所述的电芯衰降的预警方法，定位衰降电芯所在的电池模块；
更换电池包中衰降电芯所在的电池模块。
13.一种电池包的检修方法，其特征在于，包括：
基于权利要求1-10任一项所述的电芯衰降的预警方法，定位衰降电芯所在的电池模块；
拆解电池包中衰降电芯所在的电池模块；
检测衰降电芯所在的电池模块，定位衰降的电芯并对衰降电芯进行更换。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310606849.2A CN116387651B (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310606849.2A CN116387651B (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116387651A CN116387651A (zh) | 2023-07-04 |
| CN116387651B true CN116387651B (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=86963663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310606849.2A Active CN116387651B (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116387651B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2648380A1 (de) * | 1976-10-26 | 1978-04-27 | Hartmut Ing Grad Unruh | Batteriepruefeinrichtung |
| JP2019032987A (ja) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 三菱自動車工業株式会社 | 電池パックの異常判定装置 |
| CN112736302A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | 一种电芯容量异常判断方法及装置、车辆、存储介质 |
| WO2021137642A1 (ko) * | 2020-01-02 | 2021-07-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 관리 장치 및 방법 |
| CN115343630A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-15 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 动力电池的电池压降识别方法 |
| CN115588786A (zh) * | 2022-05-19 | 2023-01-10 | 西安合能电气科技有限公司 | 一种对电池系统进行全生命周期内的稳态管理和控制方法 |
-
2023
- 2023-05-26 CN CN202310606849.2A patent/CN116387651B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2648380A1 (de) * | 1976-10-26 | 1978-04-27 | Hartmut Ing Grad Unruh | Batteriepruefeinrichtung |
| JP2019032987A (ja) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 三菱自動車工業株式会社 | 電池パックの異常判定装置 |
| WO2021137642A1 (ko) * | 2020-01-02 | 2021-07-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 관리 장치 및 방법 |
| CN112736302A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | 一种电芯容量异常判断方法及装置、车辆、存储介质 |
| CN115588786A (zh) * | 2022-05-19 | 2023-01-10 | 西安合能电气科技有限公司 | 一种对电池系统进行全生命周期内的稳态管理和控制方法 |
| CN115343630A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-15 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 动力电池的电池压降识别方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116387651A (zh) | 2023-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106353690B (zh) | 利用Petri网诊断锂电池故障的方法 | |
| CN111257755B (zh) | 一种预防性检测诊断电池包方法 | |
| CN109116242B (zh) | 一种动力电池的数据处理方法和装置 | |
| CN113696786B (zh) | 电池均衡方法及系统 | |
| CN111823952B (zh) | 电芯温度的诊断方法、存储介质和电子设备 | |
| CN113500916A (zh) | 一种电池系统安全状态的预警方法、预警装置及控制设备 | |
| CN113866641A (zh) | 一种锂离子电池的故障检测方法及装置 | |
| CN104882914B (zh) | 一种多电池单体均衡方法 | |
| CN115327417A (zh) | 一种动力电池单体异常的预警方法、系统及电子设备 | |
| CN116257039A (zh) | 基于大数据的车辆故障诊断分级处理方法和程序产品 | |
| CN110920400A (zh) | 纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法 | |
| CN110927609B (zh) | 梯次利用电池储能系统的衰退评估方法及装置 | |
| CN116387651B (zh) | 电池包中电芯衰降的预警方法、系统及电池包的检修方法 | |
| CN115238983A (zh) | 一种基于bp神经网络的充电安全状态评估方法及系统 | |
| CN115372830A (zh) | 一种动力电池热失控风险评估方法 | |
| CN115064787A (zh) | 一种动力电池的热失控监控机构 | |
| CN114563721A (zh) | 一种电池系统电流异常变化检测方法 | |
| CN114035087A (zh) | 储能电池剩余寿命评估方法、装置、设备及介质 | |
| CN114646888A (zh) | 一种动力电池容量衰减的评估方法及系统 | |
| CN114069781A (zh) | 电池包的电芯均衡方法 | |
| CN116256642A (zh) | 一种适用于稀疏数据的磷酸铁锂电池故障诊断方法 | |
| CN116381544A (zh) | 电池自放电异常的检测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN113533985A (zh) | 一种电池包内阻异常模块的识别方法及其存储介质 | |
| CN113240002A (zh) | 一种车联网大数据预处理系统、装置和方法 | |
| CN113341332A (zh) | 电池热失控预警方法、装置、作业机械及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |