CN216771931U - 动力电池内阻检测装置及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池内阻检测装置。检测装置包括被检测的含有多个单体电池的动力电池包、单体电压采样模块、数据采集模块、主控模块、放电模块；所述单体电压采样模块分别与所述动力电池包、数据采集模块以及主控模块连接，用于分别采集多个所述单体电池的开路电压，并将采集的多个所述单体电池的开路电压发送到数据采集模块；所述主控模块还分别与所述被检测的动力电池包、所述放电模块以及数据采集模块连接，所述主控模块控制所述放电模块对所述被检测的动力电池包进行放电处理，以获取所述被检测的动力电池包的总放电电压和总放电电流，并将所述总电压和总电流传输至所述数据采集模块。本实用新型的技术方案能够快速精准判断出内阻偏差较大的单体电池。

Description

动力电池内阻检测装置及动力电池

技术领域

本实用新型涉及电动汽车动力电池检测维修领域，具体涉及一种动力电池内阻检测装置及动力电池。

背景技术

电动汽车的动力电池包通常由多个单体电池串联(或是采取先并联再串联的形式)组成，串联后达到所需的电压平台。根据目前主流的电压平台，电池包通常由几十个以上的单体电池串联组成。随着车辆运行年限增加，动力电池也逐渐老化，由于各个单体电池的内阻不一致，导致充、放电时单体电池产生压差，从而导致动力电池的总容量降低。在售后服务端，针对这种情况，需要一种检测单体电池内阻的装置及判断方法，定位内阻过大的单体电池。

目前常用的内阻检测方法有两种，一种是直流测量法，采用开路电压法先测量得到电芯的开路电压(OCV)，然后对单体电池进行放电，采集放电电流(I)及放电时的端电压(VL)，用公式计算出电芯内阻(R)，常用公式为：R＝(开路电压OCV-端电压V)/电流I,用这种方式，可以精确计算出单体电池的内阻值，但是需要电流I采样非常精确，对电流采集电路要求很高，当面对电动车辆动则数十个电池串联的情况时，实施起来就比较复杂；另一种方法是采用交流注入法，这种测试电路比较复杂，线路易受到外界的干扰，且精度没直流测量法高。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种动力电池内阻检测装置及动力电池，能够快速精准检测动力电池包内所有电池单体电池的内阻，从而判断出内阻偏差较大的单体电池。

为实现上述目的，本实用新型提出一种动力电池内阻检测装置，用于检测所述动力电池的单体内阻，包括：

包括被检测的含有多个单体电池的动力电池包、单体电压采样模块、数据采集模块、主控模块、放电模块以及分析模块；

所述单体电压采样模块分别与所述动力电池包、数据采集模块以及主控模块连接，用于分别采集多个所述单体电池的开路电压，并将采集的多个所述单体电池的开路电压发送到数据采集模块；

所述主控模块还分别与所述动力电池包、所述放电模块以及数据采集模块连接，在所述主控模块的控制下，所述放电模块对所述动力电池包进行放电，以获取所述动力电池包的总电压和总电流，并将所述总电压和总电流传输至所述数据采集模块。

可选地，所述单体电压采样模块通过电压采样线分别与所述动力电池包内的每个单体电池相连。

可选地，所述单体电压采样模块通过485通讯分别与所述主控模块、所述数据采集模块连接。

可选地，所述主控模块分别与所述动力电池包的总正极及总负极连接。

可选地，所述主控模块包括：手动开关，用于控制所述放电模块与所述动力电池包之间的电路通断。

可选地，所述主控模块还包括：熔断器，用于在所述放电模块与所述动力电池包之间的电路短路或过流时断开所述电路。

可选地，所述主控模块还包括：电流传感器，用于检测所述动力电池包的电路总电流。

可选地，所述检测装置还包括：分析模块，用于根据所述数据采集模块采集的多个所述单体电池的开路电压、所述动力电池包的总电压和总电流，分析得到所述单体电池的内阻。

此外，为了实现上述目的，本实用新型还提供一种动力电池，包括上述任一项所述的检测装置。

本实用新型提出的技术方案中，采用开路电压法同时测量各个单体电池的开路电压(OCV)，然后对整个动力电池包进行放电，采集放电电流(IL) 及放电时的放电电压(VL)，用公式R＝(开路电压OCV-放电时的端电压VL) /电流I计算出单体电池的内阻(R)。由于电池包内部的单体电池是串联组成的，同一时刻每个电池单体的电流值相同，因此在对所有单体电池进行数据采集时，只采集所有单体电池的开路电压(OCV)及所有单体电池放电时的端电压(VL)，而放电电流(I)虽然采集，但是仅作参考，不做精度要求，也不参与计算，从而简化电流采集电路，而且对所有电池单体同时进行内阻比较，实施起来就很简单便捷。通过上述方法，可以快速对单体电池的内阻进行比较，从而判断出内阻偏差大的单体电池。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的检测装置的连接结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的检测装置检测得到的单体电池的内阻的比较图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

近年来，随着电动车辆运行年限增加，动力电池也逐渐老化，由于各个单体电池的内阻不一致，导致充、放电时单体电池产生压差，从而导致动力电池的总容量降低。针对这种情况，需要一种检测电芯内阻的装置及判断方法，定位内阻过大的电芯。

当前，常用的单体电池内阻检测方法要么耗时较长，要么测试电路复杂，线路易受到外界的干扰，且精度没直流测量法高。

为了解决上述问题，参阅图1和图2所示，本实用新型提供一种用于检测动力电池的单体内阻的动力电池内阻检测装置100，可以对整个动力电池包的所有单体电池同时进行电压数据采集，然后通过采集的电压进行分析、排序做比较，判断出内阻异常的单体电池。

其中，动力电池内阻检测装置100包括：单体电压采样模块1、动力电池包2、主控模块3、放电模块4、数据采集模块5。主控模块3可以包括以下部件：熔断器7、电流传感器8、手动开关9、继电器10、主控板11、启动/停止按键12。而动力电池包2，包括数十个串联的单体电池。

其中，单体电压采样模块1分别与动力电池包2、数据采集模块5以及主控模块3连接。而主控模块3则还与放电模块4、动力电池包2以及数据采集模块5 连接。

具体实现时，单体电压采样模块1与动力电池包2之间可以通过电压采样线连接，电压采样线连接动力电池包2内每一个串联的单体电池6，这样通过电压采样线，单体电压采样模块1能够同时采集动力电池包2内每一个单体电池的开路电压值。其中，单体电压采样模块1在采集所有电池单体的电压值时，电压精度可以精确到毫伏。单体电压采样模块1通过485通讯与主控模块3、数据采集模块5连接，单体电压采样模块1通过485通讯将所有单体电池的开路电压值实时发送到数据采集模块5。数据采集模块5用于实时收集及保存所有单体电池的电压值以及主控模块3的工作状态、总电压和总电流等数据，并能通过储存介质将数据以表格格式导出到电脑上，以便后期进行数据分析。

具体实现时，动力电池包2的总正极和总负极与主控模块3连接，主控模块3与放电模块4连接，放电模块4能对动力电池包2进行放电处理。放电模块4 的放电电流可以达到1倍动力电池的容量值(即1C)。手动开关9用于手动控制高压电路(即放电模块4与动力电池包2之间的回路)的通断；熔断器7用于在高压电路短路或过流时断开该电路，起到保护作用；继电器10为自动切断或接通高压电路的装置，受控于主控板11；电流传感器8用于采集高压回路的电流值，即动力电池包2的总放电电流值，并将电流值传输至主控板11；启动/停止按键12是系统启动或停止的操作按键；主控板包括继电器控制、电流采样、电压采样、启动/停止控制、通讯功能。

本实用新型实施例的动力电池内阻检测装置在工作时，将动力电池包2的各个单体电池与单体电压采样模块1进行连接，动力电池包2的总正、总负极与主控模块3的高压输入接口相连接，放电模块4的高压接口与主控模块3的高压输出接口相连接，单体电压采样模块1与主控模块3、数据采集模块5的通讯接口互相连接。然后对体电压采样模块1、主控模块3、放电模块4、数据采集模块5通上市电使其正常工作，闭合手动开关9，按下启动/停止按键12后，主控模块3内的继电器10闭合，在主控模块3的控制下，放电模块4对动力电池包 2进行放电处理，动力电池包2开始放电，放电过程中，单体电压采样模块1实时采集所有单体电池的电压值，并通过485通讯实时把所有单体电池的开路电压值传输至数据采集模块5，由此可以采集放电前各个单体电池的开路电压值 OCV以及放电中的总放电电压值VL两组电压数据。同时，主控模块3的电流传感器8还采集高压回路的电流值，即动力电池包2的总放电电流值，将总放电电流值数据传输至主控板11，并最终将总放电电压值传输至数据采集模块 5。数据采集模块5实时收集及保存所有单体电池的电压值以及主控模块3的工作状态、总放电电压和总放电电流等数据，并能通过储存介质将数据以表格格式导出到电脑上，然后分别计算每一个单体电池的开路电压OCV-端电压VL, 计算得到每个单体电池的内阻模拟值并进行比较。

由图3可以看出，放电时第2#单体电池、3#单体电池、10#单体电池、 11#单体电池、12#单体电池、21#单体电池的内阻与其他电池内阻偏差最大。

本实用新型的检测装置，采用开路电压法同时测量各个单体电池的开路电压(OCV)，然后对整个动力电池包进行放电，采集放电电流(IL)及放电时的放电电压(VL)，计算出每个单体电池的开路电压OCV-放电时的端电压VL，计算得到每个单体电池的内阻(R)模拟值进行比较。由于电池包内部的单体电池是串联组成的，同一时刻每个电池单体的电流值相同，因此在对所有单体电池进行数据采集时，只采集所有单体电池的开路电压(OCV)及所有单体电池放电时的端电压(VL)，而放电电流(I)虽然采集，但是仅作参考，不参与计算，不做精度要求，从而简化电流采集电路，而且对所有电池单体同时进行内阻比较，实施起来就很简单便捷。通过上述方法，可以对单体电池的内阻进行比较，从而判断出内阻偏差最大的单体电池。

本实用新型还提供一种动力电池，包括上文的检测装置，这样使得售后端可快速精准检测出动力电池中内阻偏差较大的单体电池。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种动力电池内阻检测装置，用于检测所述动力电池的单体内阻，其特征在于，包括：

包括被检测的含有多个单体电池的动力电池包、单体电压采样模块、数据采集模块、主控模块、放电模块；

所述单体电压采样模块分别与所述动力电池包、数据采集模块以及主控模块连接，用于分别采集多个所述单体电池的开路电压，并将采集的多个所述单体电池的开路电压发送到数据采集模块；

所述主控模块还分别与所述动力电池包、所述放电模块以及数据采集模块连接，所述主控模块控制所述放电模块对所述动力电池包进行放电处理，以获取所述动力电池包的总放电电压和总放电电流，并将所述总放电电压和总放电电流传输至所述数据采集模块。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述单体电压采样模块通过电压采样线分别与所述动力电池包内的每个单体电池相连。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述单体电压采样模块通过485通讯分别与所述主控模块、所述数据采集模块连接。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述主控模块分别与所述动力电池包的总正极及总负极连接。

5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述主控模块包括：手动开关，用于控制所述放电模块与所述动力电池包之间的电路通断。

6.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述主控模块还包括：熔断器，用于在所述放电模块与所述动力电池包之间的电路短路或过流时断开所述电路。

7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述主控模块还包括：电流传感器，用于检测所述动力电池包的电路总电流。

8.如权利要求1-7中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：分析模块，用于根据所述数据采集模块采集的多个所述单体电池的开路电压、所述动力电池包的总放电电压和总放电电流，分析得到所述单体电池的内阻。

9.一种动力电池，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的检测装置。

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