CN116417695A - 一种锂电池组均衡维护方法、维护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种锂电池组均衡维护方法、维护装置，涉及锂电池维护技术领域，方法包括以下步骤：拆解电池至锂电池组的所有单串电池的正、负极可接线状态；取均衡设备，将均衡设备的功率负载线束和采样线束与单串电池电连接；获取放电截止电压，启动均衡设备，每一单串电池放电至放电截止电压后，结束放电；将放电后的锂电池组充电至SOC100％；对锂电池组定期进行放电‑充电维护；其中，放电截止电压根据单串电池SOC％对应表征电压确定。本方案通过单串电池电压表征调平电池组内单串电池剩余SOC，从而重新对电池组做一次放电末端荷电状态(SOC)配组调平，满足单串电池放电末端荷电SOC均一性。从而提升电池剩余容量延长电池使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池维护技术领域，尤其涉及一种锂电池组均衡维护方法、维护装置
背景技术
随着新能源行业的高速发展，锂电池组已成为新能源汽车、储能、二轮电动自行车主要动力能源，锂电池组是由若干个单串电池进行串、并联成组而成。随着车辆使用工况、环境的不同，经过长期使用后电池组内单串电池存在剩余SOC不一致差异，而这个差异会加剧电池的续航里程缩短，降低客户使用端续航行驶体验，缩短电池使用寿命。电池组虽然BMS内配套进行主动&被动均衡方式循环修复，但由于均衡电流过小(一般mA级别)，对电池组单串电池剩余SOC差异修复作用不大。
为了更好提高锂电池组续航体验及电池使用寿命，定期对电池均衡维护非常重要。如上所述：由于保护板均衡电流所限，对于电池组经长期使用造成电池单串电池之间剩余SOC差异异常电池组，保护板自动均衡功能无法有利修复。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种锂电池组维护方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种锂电池组均衡维护方法，包括以下步骤：
拆解电池至锂电池组的所有单串电池的正、负极可接线状态；
取一个以上均衡设备，将均衡设备的功率负载线束和采样线束与单串电池电连接；
获取放电截止电压，启动均衡设备，每一单串电池放电至放电截止电压后，结束放电；
将放电后的锂电池组充电至SOC100％；对锂电池组定期进行放电-充电维护；
其中，放电截止电压根据单串电池SOC％对应表征电压确定。
优选的，根据SOC-OCV曲线关系获取单串电池的放电截止电压。
优选的，在拆解电池之前，采集锂电池组总电压，若总电压小于第一阈值，对锂电池组充电至所述第一阈值或以上。
优选的，在拆解电池之前，先断开锂电池组与BMS保护系统的连接插件。
优选的，若所述均衡设备数量小于单串电池数量，将完成放电的均衡设备连接至未连接过均衡电池放电的单串电池上，然后放电，直至所有单串电池均放电至放点截止电压。
优选的，所述第一阈值的确定方法为：根据单串电池的SOC5％-SOC10％所对应的表征电压确定所述第一阈值。
基于上述一种锂电池组维护方法，进一步提供一种锂电池维护装置。
一种锂电池组均衡维护装置，用于实现所述的锂电池组均衡维护方法，包括以下结构：
一个以上单串均衡设备，每一单串均衡设备连接至锂电池组中的一个单串电池；
每一均衡设备均包括：
负载线束正极，连接单串电池的正极；负载线束负极，连接单串电池的负极；单串电池均衡放电
采样线束正极，连接单串电池的正极，用于采样电压；采样线束负极，连接单串电池的负极，用于单串电池放电时的实时采样。
优选的，所述单串均衡设备的数量和单串电池数量相同。
本发明的有益效果：
通过本方案定期对行驶里程偏短异常电池组进行单串电池SOC0％深度放电调整整个电池单串电池电压促使电池组内压差满足规定压差标准，确保单串电池SOC均衡处于荷电状态趋近于0％，通过单串电池电压表征调平电池组内单串电池剩余SOC，从而重新对电池组做一次放电末端荷电状态(SOC)配组调平，满足单串电池放电末端荷电SOC均一性。从而提升电池剩余容量延长电池使用寿命。
附图说明
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，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是放电均衡装置结构示意图；
图2是电池组容量复测充放电数据对比图；
图3是均衡维护之后的充放电电压数据对比图；
图4是均衡维护之后的充放电容量数据对比图；
图5是单串电池OCV-SOC曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
一种锂电池组均衡维护方法，包括以下步骤：
拆解电池至锂电池组的所有单串电池的正、负极可接线状态；
取一个以上均衡设备，将均衡设备的功率负载线束和采样线束与单串电池电连接；
获取放电截止电压，启动均衡设备，每一单串电池放电至放电截止电压后，结束放电；
将放电后的锂电池组充电至SOC100％；对锂电池组定期进行放电-充电维护；
其中，放电截止电压根据单串电池SOC0％对应表征电压确定。
如图5中展示了获取单串电池SOC0％对应表征电压的方法，以磷酸铁锂为例，通过电芯SOC-OCV曲线找到对应放电截止电压，通过放电截止电压进行有效转换将SOC0％转换为对应表征电压。图中看出放电截止电压为2.5V，即单串电池在电池放电末端截止电压为2.5V时，单串电池剩余SOC相对为0％。
本方案的思路来源是，经电池维护研究数据显示，电池经过长期使用后再次对电池组容量复测，发现续航里程偏短的异常电池均存在一定规则，电池放电结束存在单串动态压差偏大，且电池组内单串电池一致性差被非某一串电芯发生了过充、过放。导致电池组实际荷电容量真值得无法全部释放。电池存在续航里程偏短。研究数据如图2所示，实线为复充电电压，虚线为复放电电压。通过以上电池异常数据研究发现异常电池组并非某单串电池充高放低剩余SOC短板导致，而是出现充、放电末端单串电压差不均。需要对电池二次均衡优化提高电池末端一致性，充分发挥电池容量释放最佳效果，以剩余SOC最低单串电池作为基准进行容量释放评估。通过OCV-SOC曲线研究及以上异常电池数据分析，结合电池阈值保护逻辑。只要确保电池组所有单串电池在电池放电末端截止电压为2.5V时，单串电池剩余SOC相对为0％，从而达到调荷均衡效果。电池容量实际容量可以再次充分发挥。实验数据展示如图3和图4所示，图3是通过本申请提出的方案均衡维护后充电电压和放电电压数据，图4是放电容量的前后比对结果，可见均衡维护后放电容量均有提升。则只需要电池组经过市场使用后定期SOC0％放电调荷维护，调整单串放电末端剩余SOC一致性电池组容量得到充分发挥，可以提升电池剩余SOC延长电池使用寿命。
根据以上中心思想，需要配置硬件设备如下：放电均衡设备，其包括若干单串电池放电均衡设备，优选一种单串电池放电均衡设备的结构，每一个放电均衡设备含2组-四线制线束，其中1组为负载线束正极，连接单串电池的正极；负载线束负极，连接单串电池的负极，用于单串电池均衡放电。另1组为采样线正极，用于连接单串电池的正极，采样线束负极，连接单串电池的负极，用于单串电池放电均衡电压时的实时采样。本方案采取负载线束与采样线束隔离的方式可以提高单串电池在放电均衡过程OCV-SOC测试精度，确保单串电池剩余SOC一致性。
下面，以磷酸铁锂电池组的相关数据为例，具体公开一种锂电池组均衡维护方法，为了排除电池保护板性能干扰，将BMS保护系统与锂电池组的线束插件断开。
步骤一、拆解电池至电池组单串电池正、负极性外露状态，便于均衡设备线束连接。
步骤二、将单串均衡设备1的功率负载线束、采样线束与单串电池1连接，确保均衡设备1负载线束、采样线束正、负极性与单串电池正、负极性对应连接。
步骤三、重复步骤二的动作将均衡设备n与单串电池n连接完成。
步骤四、以磷酸铁锂为例，根据图5展示的SOC-OCV曲线关系确认均衡设备放电结束电压并设置2.5V，并将此电压设置为放电均衡截止电压，放电均衡电流根据产品实际需求设置，以磷酸铁锂体系为例：过放截止电压2.5V，均衡电流：0.2I2电流，由于产品区别，具体参数可以产品需求设定。
步骤五、启动均衡设备，每一单串电池放电至放电截止电压后，结束放电。
步骤六、电池组放电均衡复位维护完成，电池组与BMS保护系统进行重组装配完成后，与车辆恢复连接并使用相关充电器及时补电，建议补电至车辆仪表显示SOC100％。该步骤优先建议在电池组安装车辆之后执行，在一些情况下可以直接在执行均衡维护方法的主体单位直接完成，如电池厂家市场退回异常返修电池组定期进行每一串电池SOC0％放电均衡复位维护。
需要说明的是，以上方法默认单串均衡设备的数量与单串电池的数量相同，均为n，若所述均衡设备数量小于单串电池数量，将完成放电的均衡设备连接至未连接过均衡电池放电的单串电池上，然后放电，直至所有单串电池均放电至放点截止电压。即重复步骤三、四、五的操作直至所有单串电池放点完成。
作为一种优选方案，在拆解电池之前，采集锂电池组总电压，若总电压小于第一阈值，对锂电池组充电至所述第一阈值或以上。所述第一阈值的确定方法为：根据单串电池的SOC5％-SOC10％所对应的表征电压确定所述第一阈值。
以磷酸铁锂为例，确保电池组总压＞n*3.1V，其中，n为单串电池串数，3.1V为SOC10％对应表征电压，若电压不足则将电池组补电至电池组总压＞n*3.1V，以预防有部分电池串放空导致均衡放电无法达到SOC0％的表征电压的情况，造成均衡维护无效的情况。
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，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，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 (8)
1.一种锂电池组均衡维护方法，其特征在于，包括以下步骤：
拆解电池至锂电池组的所有单串电池的正、负极可接线状态；
取一个以上均衡设备，将均衡设备的功率负载线束和采样线束与单串电池电连接；
获取放电截止电压，启动均衡设备，每一单串电池放电至放电截止电压后，结束放电；
将放电后的锂电池组充电至SOC100％；对锂电池组定期进行放电-充电维护；
其中，放电截止电压根据单串电池SOC％对应表征电压确定。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组均衡维护方法，其特征在于，根据SOC-OCV曲线关系获取单串电池的放电截止电压。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池组均衡维护方法，其特征在于，在拆解电池之前，采集锂电池组总电压，若总电压小于第一阈值，对锂电池组充电至所述第一阈值或以上。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池组均衡维护方法，其特征在于，在拆解电池之前，先断开锂电池组与BMS保护系统的连接插件。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池组均衡维护方法，其特征在于，若所述均衡设备数量小于单串电池数量，将完成放电的均衡设备连接至未连接过均衡电池放电的单串电池上，然后放电，直至所有单串电池均放电至放点截止电压。
6.根据权利要求3所述的一种锂电池组均衡维护方法，其特征在于，所述第一阈值的确定方法为：根据单串电池的SOC5％-SOC10％所对应的表征电压确定所述第一阈值。
7.一种锂电池组均衡维护装置，其特征在于，用于实现权利要求1-6任意一项所述的锂电池组均衡维护方法，包括以下结构：
一个以上单串均衡设备，每一单串均衡设备连接至锂电池组中的一个单串电池；
每一均衡设备均包括：
负载线束正极，连接单串电池的正极；负载线束负极，连接单串电池的负极；单串电池均衡放电
采样线束正极，连接单串电池的正极，用于采样电压；采样线束负极，连接单串电池的负极，用于单串电池放电时的实时采样。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池组均衡维护装置，其特征在于，所述单串均衡设备的数量和单串电池数量相同。
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| CN202310174295.3A CN116417695A (zh) | 2023-02-28 | 2023-02-28 | 一种锂电池组均衡维护方法、维护装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117559613A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 西安奇点能源股份有限公司 | 一种串联锂电池组能量均衡预警控制系统 |
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2023
- 2023-02-28 CN CN202310174295.3A patent/CN116417695A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117559613A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 西安奇点能源股份有限公司 | 一种串联锂电池组能量均衡预警控制系统 |
| CN117559613B (zh) * | 2024-01-11 | 2024-03-19 | 西安奇点能源股份有限公司 | 一种串联锂电池组能量均衡预警控制系统 |
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