一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法技术

本发明专利技术涉及一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，包含如下步骤：S1、针对目标锂离子电池，获取电池基准曲线数据、电池标称容量Capinitial；S2、对锂离子电池基准曲线数据进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S3、对电池包充电曲线进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S4、根据S2和S3步骤中得到的数据，逐一计算出电池包中所有单体电池的阻值。本发明专利技术方法在电池组正常充电过程中适用，不影响电池工作输入输出；只需要提前获取到电池SOC‑OCV曲线数据、电池标称容量，不需要额外测试电池参数；电池组中所有单体电池的所有单体电池的阻值都可实时得出；电池阻值的计算控制在电池同一荷电状态下，误差小。

A Method for Quickly Obtaining Resistance Value of All Single Batteries in Battery Pack

【技术实现步骤摘要】
一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法
本专利技术涉及一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法。
技术介绍
本专利技术与电池组中所有单体电池的阻值有关，特别是由多个单体电池相串联所构成的电池组中的所有单体电池的阻值。锂离子电池因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已经在电动汽车领域、电化学储能领域、3C电子产品等领域得到广泛的应用。电池的有效容量与电池持续工作时间有关，电池阻值与电池瞬间充放电能力密切相关，另外在串联成组的电池包中，单体电池阻值分布与电池包的一致性紧密相关。锂离子电池的阻值是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻大，(在电池正常使用过程中)会产生大量焦耳热(根据公式：E＝I2RT)引起电池温度升高，导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短，对电池性能、寿命等造成严重影响。电池阻值受电池处于的荷电状态(SOC)的影响较大，当无法保证在绝对同一SOC下时，计算出来的阻值无法与历史阻值进行联合分析电池的衰老情况，影响电池运行安全。中国专利技术专利(专利号：CN104330636A，专利名称：一种锂离子电池直流内阻推测方法)，该专利通过对一个样板电池做出来直流电阻和交流电阻的测试，并找出其中的关联函数；之后只需要对待测电池作一次交流电阻的测试，就可推算出了其直流电阻，而不需要进行实际测试，从而减少了一次放电。这个方法对于多电芯的电池组，误差太大，并不合适。中国专利技术专利(专利号：CN109188292A，专利名称：一种锂离子电池的直流内阻推算方法及系统)，该专利将锂离子电池在多个实验温度下进行直流内阻测试得到对应的直流内阻，结合阿伦尼乌斯方程建立不同温度下对于的直流内阻在模型，推算在任一温度点电池的直流内阻值。该方法需要进行大量测试，而且不能实时的计算出锂离子电池的直流内阻值大小，实用性较差。中国专利技术专利(专利号：CN109270353A，专利名称：用于储能系统的内阻、连接内阻和纹波的测量方法和装置)，该专利将幅度、频率、占空比已知的直流或交流电流信号施加于待测的储能系统中，测试储能系统中的连接器及线缆针对电流信号的电压响应信号，计算出储能系统的内阻、连接电阻和纹波。该方法需要外加大电流信号，容易对电池产生不必要的伤害，而且无法得到单体电池的内阻，实用性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于电池正常工作中的充电曲线，处理后提取特征值参数，带入模型进行计算，完成实时计算电池包中所有单体电池的阻值。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，包含如下步骤：S1、针对目标锂离子电池，获取电池基准曲线数据、电池标称容量Capinitial；S2、对锂离子电池基准曲线数据进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S3、对电池包充电曲线进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S4、根据S2和S3步骤中得到的数据，逐一计算出电池包中所有单体电池的阻值。其中，所述步骤S1中所述的电池基准曲线数据可以是从厂家获取电池SOC-OCV曲线数据，也可以是自己标定的电池SOC-OCV曲线数据。其中，所述步骤S2中所述对锂离子电池基准曲线数据进行处理，记录特征值位置电池的容量或充电容量：根据电池材料类型，对于磷酸铁锂电池取SOC大于20％的数据，求取出以SOC为横坐标的容量增量曲线，计算公式为提取出特征值，特征值位置是容量增量曲线中的极大值位置，并记录特征值位置对应的电压V和电流I；对于三元材料电池，取SOC大于20％的数据求取以电压为横坐标的d2Q/dV2曲线，计算公式为提取特征值，特征值位置是的位置，并记录特征值位置对应的电压V和电流I；Q＝SOC*Capinitial；其中：Q为电池的容量，dQ为容量的微分，d2Q为容量的二阶微分,ΔQk为相邻采样点间容量的差值，V为电池的电压，dV为电压的微分，dV2为电压的二阶微分，ΔVk为相邻采样点间电压的差值，对于每个采样点k，ΔQk＝Qk-Qk-1，ΔVk＝Vk-Vk-1，ΔQk-1＝Qk-1-Qk-2，ΔVk-1＝Vk-1-Vk-2。其中，所述S3步骤对电池包充电曲线进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流具体为：提取在电池包充电过程中满足ΔV≥X条件的数据。根据电池材料类型，对于磷酸铁锂电池取SOC大于20％的数据利用容量增量分析法，通过对容量增量曲线提取特征值，并记录特征值位置对应的电压和电流；对于三元材料电池，取SOC大于20％的数据求取d2Q/dV2曲线，提取特征值，并记录特征值位置对应的电压和电流；特征值对应的电压和电流包括第1个特征值位置的电压V1j，电流I1j和第2个特征值位置的电压V2j和电流I2j，其中：V1j为第1个特征值位置第j号单体电池电压，I1j为第1个特征值位置第j号单体电池电流，V2j为第2个特征值位置第j号单体电池电压，I2j为第2个特征值位置第j号单体电池电流。其中，所述步骤S4中根据S2和S3步骤中得到的数据，逐一计算出电池包中所有单体电池的阻值的计算公式为：Resj＝((V1j-V1)/(I1j-I1)+(V2j-V2)/(I2j-I2))/2；其中：Resj为为第j号单体电池本次充电曲线线数据对应的阻值，V1j为第1个特征峰值位置第j号单体电池的电压，V1为基准曲线数据第1个特征峰值位置的电压，I1j为第1个特征峰值位置第j号单体电池的电流，I1为基准曲线数据第1个特征峰值位置的电流，V2j为第2个特征峰值位置第j号单体电池的电压，V2为的基准曲线数据第2个特征峰值位置的电压，I2j为第2个特征峰值位置第j号单体电池的电流，I2为基准曲线数据第2个特征峰值位置的电流。其中，所述X的取值范围为1mV≤X≤5mV。其中，所述电池包可以是由多个电芯先并联后再串联的电池包系统。其中，所述SOC-OCV曲线数据中SOC取值密度在0.1％～5％之间，包含0.1％和5％本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术方法在电池组正常充电过程中适用，不影响电池工作输入输出；2.只需要提前获取到电池SOC-OCV曲线数据或者一条历史充电曲线、电池标称容量，不需要额外测试电池参数；3.电池组中所有单体电池的所有单体电池的阻值都可实时得出；4.电池阻值的计算控制在电池同一荷电状态下，误差小。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是磷酸铁锂锂离子电池基准曲线的容量增量曲线；图3是磷酸铁锂锂离子电池充电数据的容量增量曲线；图4是三元锂离子电池基准曲线的容量增量曲线和d2Q/dV2曲线；图5是三元锂离子电池充电数据的容量增量曲线和d2Q/dV2曲线；图6是电池包中所有单体电池阻值分布图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。图1为本专利技术流程图。电池包的中电池可以是磷酸铁锂电池或三元材料电池；电池包可以是由多个电芯先并联后再串联的电池包系统。针对目标锂离子电池，获取电池基准曲线数据、电池标称容量Capinitial。该锂离子电池基准曲线数据可以是从厂家获取电池SOC-OCV曲线数据，也可以是自己测量的SOC-OCV曲线数据。SOC取值密度在0.1％～5％之间，包含0.1％和5％。对曲线数据进行处理，根据电池材料类型，对于磷酸铁锂电池取SOC大于20％的数据利用容量增量分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，其特征在于：包含如下步骤：S1、针对目标锂离子电池，获取电池基准曲线数据、电池标称容量Capinitial；S2、对锂离子电池基准曲线数据进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S3、对电池包充电曲线进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S4、根据S2和S3步骤中得到的数据，逐一计算出电池包中所有单体电池的阻值。

【技术特征摘要】
1.一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，其特征在于：包含如下步骤：S1、针对目标锂离子电池，获取电池基准曲线数据、电池标称容量Capinitial；S2、对锂离子电池基准曲线数据进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S3、对电池包充电曲线进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流；S4、根据S2和S3步骤中得到的数据，逐一计算出电池包中所有单体电池的阻值。2.如权利要求1所述的一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，其特征在于：所述步骤S1中所述的电池基准曲线数据可以是从厂家获取电池SOC-OCV曲线数据，也可以是自己标定的电池SOC-OCV曲线数据。3.如权利要求1所述的一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，其特征在于：所述步骤S2中所述对锂离子电池基准曲线数据进行处理，记录特征值位置电池的容量或充电容量：根据电池材料类型，对于磷酸铁锂电池取SOC大于20％的数据，求取出以SOC为横坐标的容量增量曲线，计算公式为提取出特征值，特征值位置是容量增量曲线中的极大值位置，并记录特征值位置对应的电压V和电流I；对于三元材料电池，取SOC大于20％的数据求取以电压为横坐标的d2Q/dV2曲线，计算公式为提取特征值，特征值位置是的位置，并记录特征值位置对应的电压V和电流I；Q＝SOC*Capinitial；其中：Q为电池的容量，dQ为容量的微分，d2Q为容量的二阶微分,ΔQk为相邻采样点间容量的差值，V为电池的电压，dV为电压的微分，dV2为电压的二阶微分，ΔVk为相邻采样点间电压的差值，对于每个采样点k，ΔQk＝Qk-Qk-1，ΔVk＝Vk-Vk-1，ΔQk-1＝Qk-1-Qk-2，ΔVk-1＝Vk-1-Vk-2。4.如权利要求1所述的一种快速得到电池包中所有单体电池阻值的方法，其特征在于：所述S3步骤对电池包充电曲线进行处理，记录特征值位置电池的电压和电流具体为：提取在电池包充电过程中满足ΔV≥X条件的数据。根据电池材料类型，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中财，王东征，严晓，黄碧雄，马非凡，丁家宝，郭海龙，
申请(专利权)人：上海玫克生储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31