CN117396771A - 一种电池检测方法、检测设备、电池管理系统和存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种电池的检测方法、检测设备、电池管理系统和存储介质，其中电池(121)的检测方法包括：获取电池(121)的当前电压(210)；向充电装置(110)发送充电请求(220)，该充电请求包括请求电压，该充电请求用于请求充电装置(110)向电池输出请求电压，其中，请求电压小于当前电压；在充电装置(110)向电池(121)输出请求电压的持续时间内，获取电池(121)的电流；根据该电流，确定电池(121)的内短路情况(240)。能够简易准确地检测出电池(121)内短路并做出预警。
Description
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池检测方法、检测设备、电池管理系统和存储介质。
随着新能源电池的快速发展，电池的安全性能是关乎其发展的一项重要因素，尤其当电池短路时，往往会引发安全事故影响电池相关产品的发展和应用。目前通常使用采集电池特征参数与预设值进行比对的方法识别电池是否发生内短路，然而在采集特征参数的具体值时往往会出现较大误差，导致电池内短路情况的识别精度低，检测结果不准确。
发明内容
本申请实施例提供一种电池检测方法、检测设备、电池管理系统和存储介质，能够准确地检测出电池内短路。
第一方面，本申请提供一种电池的检测方法，包括：获取电池的当前电压；向充电装置发送充电请求，该充电请求包括请求电压，充电请求用于请求充电装置向电池输出请求电压，其中，请求电压小于当前电压；在充电装置向电池输出请求电压的持续时间内，获取电池的电流；根据该电流，确定电池的内短路情况。
通过本申请实施例能够实现一种电池的检测方法。将电池的当前电压调节为略小于当前电压的请求电压，电池的电流会出现相应的变化。由于内短路的电池和没有内短路的电池对于充电电压变化而产生的电流响应情况不同，因此就可以仅仅通过电流变化的情况检测出电池是否存在内短路，而不用获取参数的精确数值，使检测电池内短路更简单、准确。
在一种可能实施例中，上述充电请求还包括所述持续时间。
上述实施例中，在请求充电电压的同时，给请求电压预设了一个持续时间，在持续时间内电池的电流能够根据其内短路的情况产生相应的变化， 以确保电流有足够时间进行电流变化，获取电流变化情况的精度更高，可以避免出现误判。
在一种可能的实施例中，根据该电流，确定电池的内短路情况包括：当电池的电流在持续时间结束时不为正值时，确定电池不存在内短路；或，当电池的电流在持续时间内为正值时，确定电池存在内短路。
上述实施例中，在请求电压的持续时间内，获取电池的电流的正负值大小。当电池的电流在请求电压的持续时间内一直为负值时，说明该电池没有漏电流，也就可以确定该电池不存在内短路；当电池的电流在持续时间内出现了正值，则说明该电池有漏电流，也就可以确定该电池存在内短路。只需获取请求电压持续时间内电池电流的正负值，即可判断电池的内短路情况，使检测的结果误差更小，精度更高，从而使电池短路的预警信号更加可靠。
在一种可能的实施例中，上述请求电压比当前电压小0.1至100毫伏。
上述实施例中，将请求电压设置为比当前电压小0.1至100毫伏的电压，使电池电压略有下降，以使电池产生一个平稳的电流变化，从而更准确地获取电流的变化情况。
在一种可能的实施例中，上述持续时间范围为0.1分钟至60分钟之间。
在一种可能的实施例中，上获取电池的当前电压包括：在所述电池处于刚连接充电装置的状态时，获取所述电池的当前电压。
上述实施例中，在电池处于刚连接充电装置的状态时开始进行内短路的检测和预警，可以实现在电池充电前对其进行预警，及时进行电池的更换，提高了安全性能。
在一种可能的实施例中，获取电池的当前电压包括：在电池的充电过程中，当充电电流小于电流阈值时，获取所述电池的当前电压。
上述实施例中，可以实现在电池充电过程中或电池充电后对电池内短路情况进行检测和预警，能够及时检测到电池是否在充电过程中出现内短路，避免充电完成后用户使用内短路的电池，从而造成安全事故，进一步提高了电池的安全性。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电池的检测设备，该检测设备 包括：处理单元，用于获取电池的当前电压；通信单元，用于向充电装置发送充电请求，充电请求包括请求电压，充电请求用于请求充电装置向电池输出请求电压，其中，请求电压小于电池当前电压；处理单元还用于，在充电装置向电池输出请求电压的持续时间内，获取电池的电流；处理单元还用于，根据该电流，确定电池的内短路情况。
在一种可能的实施例中，上述充电请求还包括持续时间。
在一种可能的实施例中，上述处理单元还用于：当电流在持续时间结束时不为正值时，确定电池不存在内短路；或，当电流在所述时间内存在正值时，确定电池存在内短路。
在一种可能的实施例中，上述请求电压比所述当前电压小0.1至100毫伏。
在一种可能的实施例中，上述持续时间范围为0.1分钟至60分钟之间。
在一种可能的实施例中，上述处理单元用于：在电池处于刚连接充电装置的状态时，获取电池的当前电压。
在一种可能的实施例中，上述处理单元用于：当充电电流小于电流阈值时，获取电池的当前电压。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池管理系统，包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序，执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例的一种充电系统的结构示意图；
图2是本申请一实施例的一种检测方法的流程示意图；
图3是本申请一实施例的一种电流对应电压变化情况的示意图；
图4是本申请一实施例的另一种电流对应电压变化情况的示意图；
图5是本申请一实施例的另一种检测方法的流程示意图；
图6是本申请一实施例的一种检测设备的结构示意图。
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图1示出了本申请实施例适用的一种充电系统的架构图。
如图1所示，该充电系统100可包括：充电装置110和电池系统120。可选地，该电池系统120可为电动汽车(包含纯电动汽车和可插电的混合动力电动汽车)中的电池系统或者其它应用场景下的电池系统。
可选地，电池系统120中可设置有至少一个电池包(battery pack)，该至少一个电池包的整体可统称为电池121。从电池的种类而言，该电池121可以是任意类型的电池，包括但不限于：锂离子电池、锂金属电池、锂硫电池等等。从电池的规模而言，本申请实施例中的电池121可以是电芯/电池单体(cell)，也可以是电池模组或电池包，电池模组或电池包均可由多个电池串并联形成，在本申请实施例中，电池121的具体类型和规模均不做 具体限定。
此外，为了智能化管理及维护该电池121，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，电池系统120中一般还设置有电池管理系统(battery management system，BMS)122，用于监控电池121的状态。可选地，该BMS 122可以与电池121集成设置于同一设备/装置中，或者，该BMS 122也可作为独立的设备/装置设置于电池121之外。
具体地，充电装置110是一种为电池系统120中的电池121补充电能和/或控制电池121放电的装置。
可选地，本申请实施例中的充电装置110可以为普通充电桩、超级充电桩、支持汽车对电网(vehicle to grid，V2G)模式的充电桩，或者可以对电池进行充电的充电设备等。本申请实施例对充电装置110的具体类型和具体应用场景不做限定。
可选地，如图1所示，充电装置110可通过电线130连接于电池121，且通过通信线140连接于BMS 122，其中，通信线140用于实现充电装置110以及BMS之间的信息交互。
作为示例，该通信线140包括但不限于是控制器局域网(control area network，CAN)通信总线或者菊花链(daisy chain)通信总线。
可选地，充电装置110除了可通过通信线140与BMS 122进行通信以外，还可以通过无线网络与BMS 122进行通信。本申请实施例对充放电装置与BMS 122的有线通信类型或无线通信类型均不做具体限定。
市面上的动力电池多为可充电的蓄电池，最常见的是锂电池，例如锂离子电池或锂离子聚合物电池等等。在充电过程中，一般采用持续充电的方式对电池进行充电，而对电池进行持续充电会造成电池的析锂、发热等现象的发生。当电池大量析锂，锂枝晶刺破隔膜造成电池短路时，不仅会使电池性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了电池的快充容量，并有可能引起燃烧、爆炸等灾难性后果，造成严重的安全问题。
一方面，目前常用的电池内短路检测方法是通过采集电池的电压信号、温度信号等作为电池内短路的预警特征参数，将该预警特征参数与预设阈值对比，从而对电池短路做出提前预警。然而由于相同的电池组，单体电芯仍然存在差异，导致电池电压和温度等参数值存在一定范围的波动，使采集信号准确性降低，通常会造成一定程度的误判，使检测内短路结果不准 确。另一方面，当前的检测系统对电压的识别精度不高，难以准确识别出电芯欧姆级别的短路所造成的电压变化，这也大大降低了使用此种方法检测电池内短路的可靠性。
为了保证电池的安全性能，实现更准确地对电池进行内短路检测并做出可靠预警，本申请实施例提供了一种电池内短路的检测方法和检测设备。
图2示出了本申请实施例的检测方法200，该方法200可以由BMS 122执行，用于识别电池121的内短路情况，具体包括以下步骤中的部分或者全部。
步骤210：获取电池的当前电压。
步骤220：向充电装置发送充电请求。
其中，充电请求包括请求电压，用于请求充电装置110向电池121输出请求电压，该请求电压小于当前电压。
充电请求还可以包括请求电压的持续时间，在预设的持续时间内，请求电压恒定。在请求充电电压的同时，给请求电压预设了一个持续时间，在持续时间内电池121的电流能够根据其内短路的情况产生相应的变化，以确保电流有足够时间进行电流变化，获取电流变化情况的精度更高，可以避免出现误判。
步骤230：在充电装置向电池输出请求电压的持续时间内，获取电池的电流。
步骤240：根据电池的电流，确定电池的内短路情况。
上述实施例利用了内短路电池存在漏电流的特性，通过获取电池电流，检测电池的内短路情况。
具体地，将电池的当前电压调节为略小于当前电压的请求电压，电压减小时，电池的电流会出现相应的变化，而内短路的电池和不存在内短路的电池对于该电流变化的情况不同。其中，如图3所示，不存在内短路的电池在充电电压从V0减小至V1时，会出现一个快速衰减的电流响应，此时获取到的电池电流为负值(I<0)；当电池电压相应减小到外加充电电压V1时，电流的响应逐渐趋于零，此时获取到的电池电流则为零(I＝0)。对于内短路的电池而言，如图4所示，在充电电压从V0减小至V1时，同样会出现一个快速衰减的电流响应，此时获取到的电池电流为负值(I<0)。然而当电池电压减小至外加充电电压V1时，由于电池存在漏电流，电池的电压还会持续 下降。为了保持充电电压不变，必须从外电路吸收一定的电流补充漏电流带来的损失，此时获取到的电池电流则为正值(I>0)。因此当电池121的电流在持续时间结束时不为正值时，确定电池不存在内短路；当电池121电流在持续时间内出现正值时，确定电池存在内短路。对于发生内短路的电池，停止充电，做返厂处理。这种检测方法可以仅仅通过获取电池121电流正负变化的情况，识别出电池121是否存在内短路，而不用获取电流或其他相关参数的具体数值，从而使电池内短路检测过程更简单、误差更小，电池的预警信号也更可靠。
可选地，请求电压比当前电压小0.1至100毫伏。使电池电压略有下降，以使电池产生一个平稳的电流变化，从而更准确地获取电流的变化情况。
可选地，持续时间的范围设置为0.1分钟至60分钟之间。
上述实施例的检测方法可以在电池刚连接充电装置时执行。具体地，在电池处于刚连接充电装置110的状态时，如刚插枪时，获取电池121的当前电压，进行上述内短路检测。此时没有充电电流，施加小于当前电压的充电电压后，电池121的电流快速响应为负值，从而便于进行上述内短路检测。
在电池刚连接充电装置时执行上述实施例的检测方法，可以实现在充电前对电池内短路情况进行检测和预警，能够及时预警更换内短路的电池，避免充电装置对已经短路了的电池充电，大大提高了电池使用的安全性。
进一步地，上述实施例的检测方法还可以在电池的充电过程中执行，例如在电池达到或接近满充时执行。具体地，当充电电流小于预设的电流阈值时，获取所述电池121的当前电压。此时充电电流非常小，施加小于当前电压的充电电压后，电池121的电流快速响应为负值，从而便于进行上述内短路检测。应理解，除了电池达到或接近满充的情况，也可以在充电过程中控制充电电流小于预设的电流阈值以进行内短路检测，本申请实施例对此并不限定。
在电池充电过程中执行上述实施例的检测方法，可以实现在电池充电时或电池充电后对电池内短路情况进行检测和预警，能够及时检测到电池是否在充电过程中出现内短路，避免充电完成后用户使用内短路的电池，从而造成安全事故，进一步提高了电池的安全性。
图5所示为本申请一个实施例的电池内短路检测方法的一种可能实现的示意性流程图，通过检测电池121的电流变化，实现对电池121内短路情况的检测。图5中类似的步骤可以参考前述实施例，为了简洁，在此不再赘述。
步骤501：充电装置110连接电池121，开始检测。
充电装置110刚与电池121连接时，还未进入充电阶段，电池121的电流与电压都较为稳定，此时，开始对电池121的内短路情况进行检测。
步骤502：获取电池121的当前电压V0。
步骤503：向充电装置110发送充电请求。
其中，充电请求包括小于电池121当前电压V0的请求电压V1和该请求电压的持续时间T。
步骤504：在充电装置110向电池121输出请求电压V1的持续时间T内，获取电池121的电流。
步骤505：在持续时间T内，判断电池121的电流是否为正值。当电池121的电流不为正值时，确定电池121不存在内短路，进入步骤506；当电池121的电流为正值时，确定电池121存在内短路，进入步骤511。
步骤506：进行正常充电。
确定电池121不存在内短路后，则可以根据充电常规步骤和设置对电池121进行正常充电。
步骤507：当充电电流小于电流阈值时，获取电池121的当前电压V0’。
可以在充电过程中和/或在充电过程即将结束时，在充电电流小于电流阈值的情况下，再次对电池121内短路情况进行检测。
步骤508：向充电装置110发送充电请求。
其中，充电请求包括小于电池121当前电压V0’的请求电压V1’和该请求电压的持续时间T’。
步骤509：在充电装置110向电池121输出请求电压V1’的持续时间T内，获取电池121的电流。
步骤510：在持续时间T内，判断电池121的电流是否为正值。当电池121的电流不为正值时，确定电池121不存在内短路，进入步骤512；当电池121的电流为正值时，确定电池121存在内短路，进入步骤511。
步骤511：向整车或后台发送预警信号。
当检测出电池有内短路时，向整车或后台发送预警信号，停止对电池121的充电，并提示用户及时对电池121进行更换，避免在后续的用车过程中出现安全事故。
步骤512：结束检测。
从上述检测方法中可以看出，通过检测在请求电压的持续时间内电池电流是否出现正值，就可以简单、准确地判断电池是否存在内短路，从而提高电池的安全性。这种检测方法可以在充电前和充电过程中执行，进一步提高检测结果的准确性，及时预警，避免发生安全事故。
本申请实施例还提供了一种电池内短路检测设备，如图6所示。上述实施例中的检测方法可以由图6所示的电池内短路检测设备600执行。相应地，下述实施例中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
电池内短路检测设备600包括处理单元610和通信单元620。其中，处理单元610用于获取所述电池的当前电压；通信单元620用于向充电装置发送充电请求；处理单元610还用于，在充电装置向电池输出请求电压的持续时间内，获取电池的电流；处理单元610还用于，根据电流，确定所述电池的内短路情况。
本申请实施例还提供了一种电池管理系统，包括处理器和存储器，其中，存储器用于存储计算机程序，处理器用于调用所述计算机程序，执行上述本申请各实施例中的电池内短路的检测方法。
本申请实施例还提供了一种可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序用于执行上述任意可能的实现方式中的检测方法。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (16)
- 一种电池的检测方法，其特征在于，包括：获取所述电池的当前电压；向充电装置发送充电请求，所述充电请求包括请求电压，所述充电请求用于请求所述充电装置向所述电池输出所述请求电压，其中，所述请求电压小于所述当前电压；在所述充电装置向所述电池输出所述请求电压的持续时间内，获取所述电池的电流；根据所述电流，确定所述电池的内短路情况。
- 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述充电请求还包括所述持续时间。
- 根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述电流，确定所述电池的内短路情况包括：当所述电流在所述持续时间结束时不为正值时，确定所述电池不存在内短路；或，当所述电池的电流在所述持续时间内为正值时，确定所述电池存在内短路。
- 根据权利要求1至3中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述请求电压比所述当前电压小0.1至100毫伏。
- 根据权利要求1至4中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述持续时间范围为0.1分钟至60分钟之间。
- 根据权利要求1至5中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述获取所述电池的当前电压包括：在所述电池处于连接充电装置的状态时，获取所述电池的当前电压。
- 根据权利要求1至5任一项所述的检测方法，其特征在于，所述获取所述电池的当前电压包括：在所述电池的充电过程中，当充电电流小于电流阈值时，获取所述电池的当前电压。
- 一种电池的检测设备，其特征在于，所述检测设备包括：处理单元，用于获取所述电池的当前电压；通信单元，用于向所述充电装置发送充电请求，所述充电请求包括请求电压，所述充电请求用于请求所述充电装置向所述电池输出所述请求电压，其中，所述请求电压小于所述当前电压；所述处理单元还用于，在所述充电装置向所述电池输出所述请求电压的持续时间内，获取所述电池的电流；所述处理单元还用于，根据所述电流，确定所述电池的内短路情况。
- 根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于，所述充电请求还包括所述持续时间。
- 根据权利要求8或9所述的检测设备，其特征在于，所述处理单元用于：当所述电流在所述持续时间结束时不为正值时，确定所述电池不存在内短路；或，当所述电流在所述持续时间内为正值时，确定所述电池存在内短路。
- 根据权利要求8至10中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述请求电压比所述当前电压小0.1至100毫伏。
- 根据权利要求8至11中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述持续时间范围为0.1分钟至60分钟之间。
- 根据权利要求8至12中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述处理单元用于：在所述电池处于刚连接充电装置的状态时，获取所述电池的当前电压。
- 根据权利要求8至13任一项所述的检测设备，其特征在于，所述处理单元用于：在所述电池的充电过程中，当充电电流小于电流阈值时，获取所述电池的当前电压。
- 一种电池管理系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序，执行上述权利要求1至7中任一项所述的检测方法。
- 一种可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1至7中任一项所述的检测方法。
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