电池配组方法及装置制造方法及图纸

技术编号:14487147 阅读:215 留言:0更新日期:2017-01-27 10:57
本发明专利技术公开了一种电池配组方法及装置,该方法包括:检测单体电池在预设条件下的电池容量C,将电池容量C不在预设容量范围内的单体电池剔除,计算剩余各单体电池在第一预设比例荷电状态下的等效直流内阻R1;计算各单体电池的特征变量参数σ=C×R1,根据σ按照预先确定的分组规则对剩余各单体电池进行分组,分别将各分组中的单体电池并联形成电池模组;计算各电池模组的自放电特征参数,将各电池模组按对应的自放电特征参数进行分类;将电池模组放电或者充电至相同荷电状态,检测电池模组的第二等效直流内阻R2,对同一类的电池模组进行分组,将各分组下的电池模组串联形成串联电池模组。本发明专利技术提高锂离子电池产品的可靠性、安全性以及使用循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池
,尤其涉及一种电池配组方法及装置
技术介绍
随着能源危机和环境污染的日趋严重,新型的二次无污染能源逐步得到世界各国政府、研究机构及企业的重视。太阳能和风能等无污染的再生能源的应用逐步成为能源焦点之一,电动汽车更是受到世界各国政府的大力推广以缓解能源和环境污染的压力。在新能源的应用中,储能环节是非常关键的技术之一,无论可再生能源的使用还是电动汽车的大力发展,都离不开作为能量存储单元的二次电池的发展。按照电化学体系进行分类,目前较为成熟的二次可充电电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池以及锂离子电池,这类电池的理论电化学最高电压通常比较小,例如,锂离子电池的理论电化学最高电压只有3.7V,而镍氢电池和镍镉电池只有1.2V,容量方面最大单个电芯设计一般在100Ah以内(其中锂离子电池处于安全性考虑通常容量更低)。在实际的应用领域,通常要求锂离子电池产品有一定的电压以及容量,因此很少有单个锂离子电池可以直接使用,同时处于安全等考虑,都需要增加电池管理系统。产品的好坏除了与锂离子电池本身的电化学性能有关之外,对于由多个电池组成的电池产品而言,单体电池的一致性、配对方法等技术参数是影响产品实际使用过程中的寿命、安全性、可靠性等的关键。配对方法与技术对于锂离子电池组的重要性不言而喻,在传统的数码产品行业由于涉及到的单体电池数量较少而研究甚少,但是在动力电池以及大型储能锂电池产品中,通常都需要数十个甚至几千个单体电池通过并联和串联等方式以满足产品对电压和容量的需求,例如特斯拉电动汽车的动力电池系统使用了超过7000多颗18650锂离子圆柱电芯(单体电池),可想而知在这种情况下筛选单体电池一致性是至关重要的技术。根据锂离子电池组产品的设计结构不一样,实际上采用的单体电池配对技术应该有所区别,而目前市场上使用普遍的都是采用静态的容量、内阻、电压等所谓的“三参数”配对方法,这种传统的方法已经不能满足要求越来越高的锂离子电池产品。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电池配组方法及装置,旨在提高锂离子电池产品的可靠性、安全性以及使用循环寿命。为实现上述目的,本专利技术提供的一种电池配组方法,所述方法包括以下步骤:a0、检测第一预设数量的单体电池中各个单体电池在预设条件下的电池容量C,将电池容量C不在预设容量范围内的单体电池剔除,计算剩余的各个单体电池在第一预设比例荷电状态下的第一等效直流内阻R1;a1、根据剩余的各个单体电池的电池容量C、第一等效直流内阻R1,计算剩余的各个单体电池的特征变量参数σ,其中,σ=C×R1,根据剩余的各个单体电池的特征变量参数σ并按照预先确定的分组规则对剩余的各个单体电池进行分组以分成第二预设数量的分组,并分别将各个分组中的单体电池并联连接在一起形成电池模组,不同分组对应不同电池模组;a2、计算获取各个所述电池模组的自放电特征参数,根据预设的自放电特征参数的公差范围将各个所述电池模组按对应的自放电特征参数进行分类;a3、将分类之后同一类的电池模组放电或者充电至相同的荷电状态,在该荷电状态下检测电池模组的第二等效直流内阻R2,根据预先确定的技术参数及第二等效直流内阻R2对同一类的电池模组进行分组,分别将各个分组下的电池模组串联连接在一起以形成串联电池模组,并分别将各个分组对应的串联电池模组连接电池管理系统且进行配件组装,以形成锂离子电池产品。优选地,所述电池容量C的检测方式是:采用恒流恒压充电以及恒流放电的方法来检测各个单体电池;所述第一等效直流内阻R1的检测方法是:将各个单体电池充电至第一预设比例荷电状态下,搁置第一预设时间并在所述单体电池的电池端电压稳定情况下记录所述单体电池的电池端电压V1,采用所述单体电池的最大放电电流I1放电第二预设时间,在第二预设时间的放电结束时记录所述单体电池的电池端电压V2,则所述单体电池的第一等效直流内阻R1为:R1=(V1-V2)/I1。优选地,所述预先确定的分组规则为:b1、将剩余的各个单体电池的特征变量参数σ进行排序,并进入下述的剔除步骤:b2、若单体电池的数量大于第二预设数量,则将特征变量参数σ最大和/或最小的单体电池剔除;若单体电池的数量等于第二预设数量,则结束剔除步骤;若单体电池的数量小于第二预设数量,则增加第一预设数量的单体电池,并返回执行上述步骤a0。优选地,所述计算获取各个所述电池模组的自放电特征参数的步骤包括:将各个所述电池模组分别充电至第二预设比例荷电状态,搁置第三预设时间并在各个所述电池模组的端电压稳定情况下记录各个所述电池模组的端电压V3,将所有的电池模组置入一个预设环境温度的储存空间,搁置储存第四预设时间之后检测各个所述电池模组的端电压V4,计算各个所述电池模组的自放电特征参数δ,其中,δ=V3-V4。优选地,所述根据预设的自放电特征参数的公差范围将各个所述电池模组按对应的自放电特征参数进行分类的步骤包括:将自放电特征参数δ超过预设上限阈值的电池模组剔除,将剩余的电池模组按自放电特征参数δ的大小进行排序,根据预先确定需要串联的电池模组数量Y值对剩余的电池模组按照自放电特征参数δ进行分组,每组的电池模组数量设定为Y值的预设倍数,计算每组电池模组的自放电特征参数δ的平均值以及正负公差值,将正负公差值在预设的自放电特征参数的公差范围内的分类为符合要求的一组电池模组。此外,为实现上述目的,本专利技术还提供一种电池配组装置,所述电池配组装置包括:计算模块,用于检测第一预设数量的单体电池中各个单体电池在预设条件下的电池容量C,将电池容量C不在预设容量范围内的单体电池剔除,计算剩余的各个单体电池在第一预设比例荷电状态下的第一等效直流内阻R1;第一分组模块,用于根据剩余的各个单体电池的电池容量C、第一等效直流内阻R1,计算剩余的各个单体电池的特征变量参数σ,其中,σ=C×R1,根据剩余的各个单体电池的特征变量参数σ并按照预先确定的分组规则对剩余的各个单体电池进行分组以分成第二预设数量的分组,并分别将各个分组中的单体电池并联连接在一起形成电池模组,不同分组对应不同电池模组;分类模块,用于计算获取各个所述电池模组的自放电特征参数,根据预设的自放电特征参数的公差范围将各个所述电池模组按对应的自放电特征参数进行分类;第二分组模块,用于将分类之后同一类的电池模组放电或者充电至相同的荷电状态,在该荷电状态下检测电池模组的第二等效直流内阻R2,根据预先确定的技术参数及第二等效直流内阻R2对同一类的电池模组进行分组,分别将各个分组下的电池模组串联连接在一起以形成串联电池模组,并分别将各个分组对应的串联电池模组连接电池管理系统且进行配件组装,以形成锂离子电池产品。优选地,所述电池容量C的检测方式是:采用恒流恒压充电以及恒流放电的方法来检测各个单体电池;所述第一等效直流内阻R1的检测方法是:将各个单体电池充电至第一预设比例荷电状态下,搁置第一预设时间并在所述单体电池的电池端电压稳定情况下记录所述单体电池的电池端电压V1,采用所述单体电池的最大放电电流I1放电第二预设时间,在第二预设时间的放电结束时记录所述单体电池的电池端电压V2,则所述单体电池的第一等效直流内阻R1为:R1=(V1-V2)/I1。优选地,所述预先确定的分组规则为本文档来自技高网
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电池配组方法及装置

【技术保护点】
一种电池配组方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:a0、检测第一预设数量的单体电池中各个单体电池在预设条件下的电池容量C,将电池容量C不在预设容量范围内的单体电池剔除,计算剩余的各个单体电池在第一预设比例荷电状态下的第一等效直流内阻R1;a1、根据剩余的各个单体电池的电池容量C、第一等效直流内阻R1,计算剩余的各个单体电池的特征变量参数σ,其中,σ=C×R1,根据剩余的各个单体电池的特征变量参数σ并按照预先确定的分组规则对剩余的各个单体电池进行分组以分成第二预设数量的分组,并分别将各个分组中的单体电池并联连接在一起形成电池模组,不同分组对应不同电池模组;a2、计算获取各个所述电池模组的自放电特征参数,根据预设的自放电特征参数的公差范围将各个所述电池模组按对应的自放电特征参数进行分类;a3、将分类之后同一类的电池模组放电或者充电至相同的荷电状态,在该荷电状态下检测电池模组的第二等效直流内阻R2,根据预先确定的技术参数及第二等效直流内阻R2对同一类的电池模组进行分组,分别将各个分组下的电池模组串联连接在一起以形成串联电池模组,并分别将各个分组对应的串联电池模组连接电池管理系统且进行配件组装,以形成锂离子电池产品。...

【技术特征摘要】
1.一种电池配组方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:a0、检测第一预设数量的单体电池中各个单体电池在预设条件下的电池容量C,将电池容量C不在预设容量范围内的单体电池剔除,计算剩余的各个单体电池在第一预设比例荷电状态下的第一等效直流内阻R1;a1、根据剩余的各个单体电池的电池容量C、第一等效直流内阻R1,计算剩余的各个单体电池的特征变量参数σ,其中,σ=C×R1,根据剩余的各个单体电池的特征变量参数σ并按照预先确定的分组规则对剩余的各个单体电池进行分组以分成第二预设数量的分组,并分别将各个分组中的单体电池并联连接在一起形成电池模组,不同分组对应不同电池模组;a2、计算获取各个所述电池模组的自放电特征参数,根据预设的自放电特征参数的公差范围将各个所述电池模组按对应的自放电特征参数进行分类;a3、将分类之后同一类的电池模组放电或者充电至相同的荷电状态,在该荷电状态下检测电池模组的第二等效直流内阻R2,根据预先确定的技术参数及第二等效直流内阻R2对同一类的电池模组进行分组,分别将各个分组下的电池模组串联连接在一起以形成串联电池模组,并分别将各个分组对应的串联电池模组连接电池管理系统且进行配件组装,以形成锂离子电池产品。2.如权利要求1所述的电池配组方法,其特征在于,所述电池容量C的检测方式是:采用恒流恒压充电以及恒流放电的方法来检测各个单体电池;所述第一等效直流内阻R1的检测方法是:将各个单体电池充电至第一预设比例荷电状态下,搁置第一预设时间并在所述单体电池的电池端电压稳定情况下记录所述单体电池的电池端电压V1,采用所述单体电池的最大放电电流I1放电第二预设时间,在第二预设时间的放电结束时记录所述单体电池的电池端电压V2,则所述单体电池的第一等效直流内阻R1为:R1=(V1-V2)/I1。3.如权利要求1或2所述的电池配组方法,其特征在于,所述预先确定的分组规则为:b1、将剩余的各个单体电池的特征变量参数σ进行排序,并进入下述的剔除步骤:b2、若单体电池的数量大于第二预设数量,则将特征变量参数σ最大和/或最小的单体电池剔除;若单体电池的数量等于第二预设数量,则结束剔除步骤;若单体电池的数量小于第二预设数量,则增加第一预设数量的单体电池,并返回执行上述步骤a0。4.如权利要求1或2所述的电池配组方法,其特征在于,所述计算获取各个所述电池模组的自放电特征参数的步骤包括:将各个所述电池模组分别充电至第二预设比例荷电状态,搁置第三预设时间并在各个所述电池模组的端电压稳定情况下记录各个所述电池模组的端电压V3,将所有的电池模组置入一个预设环境温度的储存空间,搁置储存第四预设时间之后检测各个所述电池模组的端电压V4,计算各个所述电池模组的自放电特征参数δ,其中,δ=V3-V4。5.如权利要求4所述的电池配组方法,其特征在于,所述根据预设的自放电特征参数的公差范围将各个所述电池模组按对应的自放电特征参数进行分类的步骤包括:将自放电特征参数δ超过预设上限阈值的电池模组剔除,将剩余的电池模组按自放电特征参数δ的大小进行排序,根据预先确定需要串联的电池模组数量Y值对剩余的电池模组按照自放电特征参数δ进行分组,每组的电池模组数量设定为Y值的预设倍数,计算每组电池模组的自放电特征参数δ的平均值以及正负公差值,将正负公差值在预设的自放电特征参数的公差范...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭祖宪刘贵军旷理政
申请(专利权)人:深圳市鹏诚新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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