电池一致性筛选方法和筛选装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电池一致性筛选方法，包括以下步骤：S1，将待筛选的n个单体电池相互串联形成电池组，其中n>1；S2，对该电池组进行恒流充放电，记录三个时刻该电池组中各单体电池的电压，该三个时刻分别为充电末t1、放电末t2及弛豫预定时间末t3；S3，分别计算该三个时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ，

Screening method and screening device for battery consistency

The invention relates to a method for screening the consistency of the battery, which comprises the following steps: S1 n, a single cell will be selected each other in series to form a battery pack, wherein n> 1; S2, the battery charge and discharge, record three times each single battery in the battery pack voltage the three time, respectively T1 and T2 at the end of the discharge end of the charging and relaxation time at the end of a predetermined T3; S3, calculated the n single battery voltage of the three moments respectively, standard deviation and standard deviation coefficient,

【技术实现步骤摘要】
电池一致性筛选方法和筛选装置
本专利技术涉及电池生产
，尤其涉及一种电池一致性筛选方法和筛选装置。
技术介绍
在动力电源领域，通常将多达几十甚至上百个单体电池通过串联或并联形成电池组，达到需要的电压和电流。受制造工艺限制，即使同批次生成的单体电池，也会存在电压、容量、内阻及自放电率的差异性。若不经过筛选而随意配组使用，这些差异就会严重降低整体电池组的使用寿命。因此有必要对电池进行一致性筛选。常见的筛选方法是单独测量各个单体电池的内阻、容量、自放电率，并进行比较。然而这类方法工序较多、耗时较长，而且在长时间测量的过程中，测试环境和条件也在发生变化，容易对测量结果产生影响，而降低一致性筛选的准确性。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种简单可靠的电池一致性筛选方法和筛选装置。一种电池一致性筛选方法，包括以下步骤：S1，将待筛选的n个单体电池相互串联形成电池组，其中n>1；S2，对该电池组进行恒流充放电，记录三个时刻该电池组中各单体电池的电压，该三个时刻分别为充电末t1、放电末t2及弛豫预定时间末t3；S3，分别计算该三个时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ，其中Vi为第i个单体电池的某一时刻的电压，为在同一时刻所述n个单体电池的平均电压；以及S4，选择该标准差系数δ最大的时刻，根据该时刻的标准差σ，选出该时刻满足的单体电池，其中0<N≤1。一种电池一致性筛选装置，包括电池组充放电单元、电压测量单元及计算判断模块，该电池组充放电单元能够对由n个单体电池串联组成的电池组进行恒流充电、恒流放电及弛豫，其中n>1；该电压测量单元能够实时测量该电池组中各个单体电池的电压；计算判断模块，该计算判断模块能够根据该各个单体电池在所述三个时刻的电压对所述三个时刻的标准差σ及标准差系数δ进行计算，其中Vi为第i个单体电池的某一时刻的电压，为在同一时刻所述n个单体电池的平均电压，该计算判断模块判断标准差系数δ最大的时刻，并根据该时刻的标准差σ，输出该时刻满足的单体电池的编号，其中0<N≤1，该三个时刻分别为充电末t1、放电末t2及弛豫预定时间末t3。相较于现有技术，本专利技术提供的电池一致性筛选方法和筛选装置中，被筛选的所有单体电池相互串联，作为整体进行充放电，能够排除环境等外界因素对单体电池一致性准确判断的影响。在筛选过程中的所述三个时刻，各单体电池的电压同时测量，更为节约时间，可降低人工及时间成本。更重要的是，本专利技术各单体电池特性是在同一测试环境和条件下通过充放电过程中端电压的变化来体现，也可间接体现电池充放电容量、内阻、充放电平台、电极极化程度以及寿命等规律，因此充放电电压特性一致的电池在电化学特性上具有很好的一致性。通过动态特性配组原理，可以模拟电池组实际使用情况，设定一定的测试环境和条件，统一、相同的施加到各单体电池上，通过简单数学统计可迅速方便的进行一致性配组及筛选。附图说明图1为本专利技术实施例的电池一致性筛选方法的流程图。图2为本专利技术另一实施例的电池一致性筛选方法的流程图。图3为本专利技术另一实施例的电池一致性筛选方法的流程图。图4为本专利技术实施例电池一致性筛选装置的连接框图。图5为本专利技术实施例120只18650电池串联组成的电池组的电压-时间曲线。图6为图5的120只18650电池在三个时刻的电压。图7为筛选后得到的80只18650电池在三个时刻的电压。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术实施例的电池一致性筛选方法和筛选装置。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种电池一致性筛选方法，包括以下步骤：S1，将待筛选的n个单体电池相互串联形成电池组，其中n>1；S2，对该电池组进行恒流充放电，记录三个时刻该电池组中各单体电池的电压，该三个时刻分别为充电末、放电末及放电截止后弛豫预定时间末；S3，分别计算该三个时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ，其中Vi为第i个单体电池的某一时刻的电压，为在同一时刻所述n个单体电池的平均电压；以及S4，选择该标准差系数δ最大的时刻，根据该时刻的标准差σ，选出该时刻满足的单体电池，其中0<N≤1。该单体电池优选为锂离子电池。该单体电池的数量n优选为≥3，更优选为≥10。该单体电池的类型不限，例如可以是各种软包电池或18650电池。该电池组的开路电压为该n个单体电池的开路电压之和。该电池组中的n个单体电池优选为基本相同，例如具有相同的种类及参数，更优选为同批次制造。在该步骤S2中，该电池组至少经历一个恒流充电过程、一个恒流放电过程，以及一个弛豫过程，上述三个过程的顺序不限，可以先充电，然后放电，最后弛豫，也可以先放电，然后弛豫，最后充电。该弛豫过程是该电池组既不充电也不放电的静置过程，相比于放电末，在弛豫预定时间后单体电池的电压可能发生变化。该弛豫过程的所述预定时间可根据需要人为设置，例如30分钟至2小时。该充电末(记作t1)指的是将该电池组恒流充电至该电池组或电池组中的单体电池的电压达到预定的充电截止电压的时刻，在该时刻该恒流充电停止。该放电末(记作t2)指的是将该电池组恒流放电至该电池组或电池组中的单体电池的电压达到预定的放电截止电压的时刻，在该时刻该恒流放电停止。该放电截止后弛豫预定时间末(记作t3)指的是将该电池组在恒流放电后静置达到该预定时间的时刻。对该电池组进行恒流充放电优选在20℃±5℃温度下进行。该电池组恒流充放电所用的电流、充电截止电压及放电截止电压根据单体电池自身种类及参数预先人为设定，可以是该电池组正常工作时使用的充放电电流和充放电截止电压。由于电池组中单体电池数量不同，充放电截止电压也不同，在优先的实施例中，该电池组的充电截止电压＝n×单体电池的充电截止电压，该电池组的放电截止电压＝n×单体电池的放电截止电压。该单体电池的充电截止电压和放电截止电压均可根据单体电池自身种类及参数预先人为设定。该恒流充电过程和恒流放电过程中使用的电流可以相同或不同，根据单体电池自身种类及参数预先人为设定。理论上，当采用相同的单体电池时，每个单体电池在某一时刻的电压均是该时刻电池组总电压的1/n。但实际上，受制造工艺限制，即使同批次生成的单体电池，也会存在电压、容量、内阻及自放电率的差异性，从而造成相同时刻不同单体电池的实际电压不同。在该步骤S2中，所述电压指的是在该三个时刻各单体电池实际测得的电压。在该步骤S3中，在t1时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ分别为σ1及δ1；在t2时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ分别为σ2及δ2；在t3时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ分别为σ3及δ3。则有：其中V1,i为t1时刻的所述n个单体电池的平均电压，V2,i为t2时刻的所述n个单体电池的平均电压，V3,i为t3时刻的所述n个单体电池的平均电压。在该步骤S4中，比较该δ1、δ2及δ3，选择最大的标准差系数δ所对应的时刻，以该时刻各单体电池的电压Vi及标准差σ作为筛选依据，将满足的单体电池选出，作为满足一致性条件的单体电池。例如，该δ1、δ2及δ3中δ2最大，则将t2时刻，即放电末时刻的V2,i及标准差σ2作为筛选依据，选出的单体电池。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池一致性筛选方法，包括以下步骤：S1，将待筛选的n个单体电池相互串联形成电池组，其中n>1；S2，对该电池组进行恒流充放电，记录三个时刻该电池组中各单体电池的电压，该三个时刻分别为充电末t1、放电末t2及弛豫预定时间末t3；S3，分别计算该三个时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ，

【技术特征摘要】
1.一种电池一致性筛选方法，包括以下步骤：S1，将待筛选的n个单体电池相互串联形成电池组，其中n>1；S2，对该电池组进行恒流充放电，记录三个时刻该电池组中各单体电池的电压，该三个时刻分别为充电末t1、放电末t2及弛豫预定时间末t3；S3，分别计算该三个时刻的所述n个单体电池电压的标准差σ及标准差系数δ，其中Vi为第i个单体电池的某一时刻的电压，为在同一时刻所述n个单体电池的平均电压；以及S4，选择该标准差系数δ最大的时刻，根据该时刻的标准差σ，选出该时刻满足的单体电池，其中0<N≤1。2.如权利要求1所述的电池一致性筛选方法，其特征在于，该单体电池为锂离子电池。3.如权利要求1所述的电池一致性筛选方法，其特征在于，该单体电池的数量n≥10。4.如权利要求1所述的电池一致性筛选方法，其特征在于，该弛豫预定时间为30分钟至2小时。5.如权利要求1所述的电池一致性筛选方法，其特征在于，该弛豫预定时间在该电池组恒流放电后。6.如权利要求1所述的电池一致性筛选方法，其特征在于，在进行该步骤S3之前，进一步包括预筛选步骤S5：排除在该三个时刻中任一时刻不满足的单体电池。7.如权利要求6所述的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：何向明，王莉，谢乐琼，张干，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11