一种锂离子动力电池一致性评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种锂离子动力电池一致性评价方法，包括电池单体组装成电池系统前的静态一致性评价和电池单体组装成电池系统后的动态一致性评价；所述静态一致性评价包括容量范围、容差、压差和内阻差一致性评价，所述动态一致性评价包括电压标准差一致性评价和电压极差一致性评价。本发明专利技术对单体电池装包前静态一致性和装包后的动态一致性同时控制，可以最大程度地保证电池在整车使用的一致性，有效降低电池系统中单体间的性能差异，保证电池使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子动力电池一致性评价方法及系统
本专利技术涉及一种动力电池一致性评价方法及系统，具体涉及一种锂离子动力电池一致性评价方法及系统。
技术介绍
随着技术逐渐成熟、成本大幅下降以及激励政策和油耗法规等因素的综合影响，锂离子电池在今后5～10年仍将是主流动力电池。通常，车用锂离子动力电池系统是由几十个或者数百上千个电池单体通过串并联的方式组合而成。由于电池性能存在“木桶效应”，容量、功率等关键性能的发挥受电池系统中各单体不一致性影响很大，在充放电时，电池系统内各单体的不一致性导致电池容量和功率等性能指标下降，从而直接影响整车的纯电动续驶里程和动力性等指标。特别在低温时，电池单体的不一致性不仅影响电池性能，而且会导致电池触发故障阈值的概率增大，如果控制不好，甚至存在安全隐患。为了保证单体的一致性，电池企业通常采用多参数配组法和动态特性曲线配组方法进行单体筛选。多参数配组法通过容量、压差、内阻差、自放电率、电压平台等多个外部参数筛选单体；动态特性曲线配组法是通过对充放电曲线进行相似性分析和比较，把充放电曲线相似的组合组装成电池系统。目前，关于锂离子动力电池一致性的评价方法多由电池企业提出，主要集中在单体组装成系统前的一致性筛选。从整车使用角度对组装成电池系统后电池系统充放电时各单体的一致性要求和评价方法较少。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种锂离子动力电池一致性评价方法及系统，本专利技术对单体电池装包前静态一致性和装包后的动态一致性同时控制，可以最大程度地保证电池在整车使用的一致性，有效降低电池系统中单体间的性能差异，保证电池使用寿命。本专利技术采用的技术方案为：本专利技术一实施例提供一种锂离子动力电池一致性评价方法，包括电池单体组装成电池系统前的静态一致性评价和电池单体组装成电池系统后的动态一致性评价；所述静态一致性评价包括容量范围、容差、压差和内阻差一致性评价，具体包括以下步骤：获取电池系统组装前所有电池单体的容量、50％SOC开路电压、交流内阻；基于所获取的所有电池单体的容量，确定所有电池单体的容量范围、最小容量和最大容量，并基于所述最小容量和所述最大容量得到所有电池单体的容差；将所得到的容量范围和容差分别与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容量范围一致性要求和容差一致性要求；基于所获取的所有电池单体的开路电压，确定所有电池单体的开路电压差；将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，判断所述电池系统是否满足压差一致性要求；基于所获取的所有电池单体的交流电阻，确定所有电池单体的交流内阻差以及交流内阻的平均值；将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，判断所述电池系统是否满足内阻差一致性要求；所述动态一致性评价包括电压标准差一致性评价和电压极差一致性评价，具体包括以下步骤：将所述电池系统1C恒流充电至规定的截止电压，恒压充电至电流降低至0.05C；将恒流充电后的电池系统静置预设时间；将静置预设时间后的电池系统1C恒流放电至规定的截止电压；计算1C放电时100％SOC～20％SOC和20％SOC～0％SOC区间电池系统内所有单体的电压标准差和电压极差；将所计算的电压标准差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压标准差一致性要求；将所计算的电压极差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压极差一致性要求。可选地，将所得到的容量范围和容差分别与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容量范围一致性要求和容差一致性要求具体包括：将所得到的容量范围与电池系统的额定容量进行比较，如果所述容量范围位于所述额定容量的预设比例范围之间，则确定该电池系统满足容量范围一致性要求；将所得到的容差与电池系统的额定容量进行比较，如果所述容差不大于所述额定容量的预设比例，则确定该电池系统满足容差一致性要求。可选地，所述预设比例范围为105％～110％；所述预设比例为0.675％。可选地，将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，判断所述电池系统是否满足压差一致性要求包括：将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，如果所述开路电压差小于所述预设压差阈值，则确定该电池系统满足压差一致性要求。可选地，所述预设压差阈值为5mV。可选地，将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，判断所述电池系统是否满足内阻差一致性要求包括：将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，如果所述交流内阻差不大于所述交流内阻的平均值的预设比例，则确定该电池系统满足内阻差一致性要求。可选地，所述交流内阻的平均值的预设比例为15％。可选地，将所计算的电压标准差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压标准差一致性要求包括：将所计算的电压标准差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差进行比较，如果所计算的电压标准差分别小于100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差，则确定所述电池系统满足电压标准差一致性要求；将所计算的电压极差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压极差一致性要求包括：将所计算的电压极差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差进行比较，如果所计算的电压极差分别小于100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差，则确定所述电池系统满足电压极差一致性要求。可选地，所述100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差分别为5mV和100mV，所述100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差分别为30mV和300mV。本专利技术另一实施例提供一种锂离子动力电池一致性评价系统，包括静态一致性评价子系统和动态一致性评价子系统；其中，所述静态一致性评价子系统包括容量范围一致性评价模块、容差一致性评价模块、压差一致性评价模块和内阻差一致性评价模块；所述容量范围一致性评价模块用于基于获取的所有电池单体的容量，确定所有电池单体的容量范围，并将所得到的容量范围与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容量范围一致性要求；所述容差一致性评价模块用于基于获取的所有电池单体的容量，确定所有电池单体的最小容量和所述最大容量，并基于所确定的最小容量和最大容量得到所有电池单体的容差，以及将所得到容差与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容差一致性要求；所述压差一致性评价模块用于基于获取的所有电池单体的50％SOC开路电压，确定所有电池单体的开路电压差，并将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，判断所述电池系统是否满足压差一致性要求；所述内阻差一致性评价模块用于基于获取的所有电池单体的交流电阻，确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子动力电池一致性评价方法，其特征在于，包括电池单体组装成电池系统前的静态一致性评价和电池单体组装成电池系统后的动态一致性评价；所述静态一致性评价包括容量范围、容差、压差和内阻差一致性评价，具体包括以下步骤：获取电池系统组装前所有电池单体的容量、50％SOC开路电压、交流内阻；基于所获取的所有电池单体的容量，确定所有电池单体的容量范围、最小容量和最大容量，并基于所述最小容量和所述最大容量得到所有电池单体的容差；将所得到的容量范围和容差分别与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容量范围一致性要求和容差一致性要求；基于所获取的所有电池单体的开路电压，确定所有电池单体的开路电压差；将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，判断所述电池系统是否满足压差一致性要求；基于所获取的所有电池单体的交流电阻，确定所有电池单体的交流内阻差以及交流内阻的平均值；将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，判断所述电池系统是否满足内阻差一致性要求；所述动态一致性评价包括电压标准差一致性评价和电压极差一致性评价，具体包括以下步骤：将所述电池系统1C恒流充电至规定的截止电压，恒压充电至电流降低至0.05C；将恒流充电后的电池系统静置预设时间；将静置预设时间后的电池系统1C恒流放电至规定的截止电压；计算1C放电时100％SOC～20％SOC和20％SOC～0％SOC区间电池系统内所有单体的电压标准差和电压极差；将所计算的电压标准差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压标准差一致性要求；将所计算的电压极差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压极差一致性要求。...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子动力电池一致性评价方法，其特征在于，包括电池单体组装成电池系统前的静态一致性评价和电池单体组装成电池系统后的动态一致性评价；所述静态一致性评价包括容量范围、容差、压差和内阻差一致性评价，具体包括以下步骤：获取电池系统组装前所有电池单体的容量、50％SOC开路电压、交流内阻；基于所获取的所有电池单体的容量，确定所有电池单体的容量范围、最小容量和最大容量，并基于所述最小容量和所述最大容量得到所有电池单体的容差；将所得到的容量范围和容差分别与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容量范围一致性要求和容差一致性要求；基于所获取的所有电池单体的开路电压，确定所有电池单体的开路电压差；将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，判断所述电池系统是否满足压差一致性要求；基于所获取的所有电池单体的交流电阻，确定所有电池单体的交流内阻差以及交流内阻的平均值；将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，判断所述电池系统是否满足内阻差一致性要求；所述动态一致性评价包括电压标准差一致性评价和电压极差一致性评价，具体包括以下步骤：将所述电池系统1C恒流充电至规定的截止电压，恒压充电至电流降低至0.05C；将恒流充电后的电池系统静置预设时间；将静置预设时间后的电池系统1C恒流放电至规定的截止电压；计算1C放电时100％SOC～20％SOC和20％SOC～0％SOC区间电池系统内所有单体的电压标准差和电压极差；将所计算的电压标准差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设标准差和20％SOC～0％SOC区间的预设标准差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压标准差一致性要求；将所计算的电压极差分别与100％SOC～20％SOC区间的预设极差和20％SOC～0％SOC区间的预设极差进行比较，判断所述电池系统是否满足电压极差一致性要求。2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，将所得到的容量范围和容差分别与电池系统的额定容量进行比较，判断所述电池系统是否满足容量范围一致性要求和容差一致性要求具体包括：将所得到的容量范围与电池系统的额定容量进行比较，如果所述容量范围位于所述额定容量的预设比例范围之间，则确定该电池系统满足容量范围一致性要求；将所得到的容差与电池系统的额定容量进行比较，如果所述容差不大于所述额定容量的预设比例，则确定该电池系统满足容差一致性要求。3.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述预设比例范围为105％～110％；所述预设比例为0.675％。4.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，判断所述电池系统是否满足压差一致性要求包括：将所确定的开路电压差与预设压差阈值进行比较，如果所述开路电压差小于所述预设压差阈值，则确定该电池系统满足压差一致性要求。5.根据权利要求4所述的评价方法，其特征在于，所述预设压差阈值为5mV。6.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，判断所述电池系统是否满足内阻差一致性要求包括：将所确定的交流内阻差与所述交流内阻的平均值进行比较，如果所述交流内阻差不大于所述交流内阻的平均值的预设比例，则确定该电池系统满足内阻差一致性要求。7.根据权利要求6所述的评价方法，其特征在于，所述交流内阻的平均值的预设比例为15％。8.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，将所计算的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永胜，孙焕丽，许立超，刘东秦，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22