一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法技术

本发明专利技术提出了一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法，其包括：步骤一，利用电芯均衡装置对待筛选的电芯进行均衡；步骤二，将均衡后的电芯接入并联电路，监测每个支路电流变化，结合带有自放电的等效电路模型估计并联电池组各电芯的相对自放电率；步骤三，将步骤二中筛选出的相对自放电率已测的电芯平均分配到各个分选设备中，重复步骤二，得到各筛选设备间的电芯的相对自放电率。本发明专利技术能够在很短的时间内对电芯的自放电进行分选归类，同时具有较高的精度。并且所采用的设备成本很低，适用于大规模电芯自放电分选。

A fast self discharge screening method based on the change of branch current of parallel batteries

【技术实现步骤摘要】
一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法
本专利技术涉及电芯筛选领域，尤其涉及一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法。
技术介绍
近些年来，人们在享受着汽车工业飞速发展所带来的便利的同时，大规模使用汽车对环境的伤害也日益加重。随着人们对环境的日益重视，减少温室气体的排放，开发新能源汽车成为汽车工业健康发展的重中之重。而在新能源汽车领域中，电动汽车由于其令人满意的性能和效率而得到了人们的充分关注。锂离子动力电池由于其高的能量密度，长的待机时间以及无污染的优点而广泛应用于电动汽车上。目前对电动汽车动力性等使用性能的要求越来越高。但是由于电池组的不一致性的制约，往往会导致电池组在使用时，性能指标达不到单体电芯的原有水平，严重影响其在电动汽车上的应用。电动汽车上的电池组主要是由大量电芯单体经过配组后串、并联组成，单体电芯的一致性差别直接决定了电池组的性能。评价电池一致性的指标主要有容量、内阻、衰减速率、库伦效率以及自放电率等，其中容量和内阻是当前状态量，而衰减速率、库伦效率和自放电率等是累积量。常规筛选限于效率和成本，一般多考虑当前状态量的筛选。然而当前状态量的一致性仅是一种“伪一致性”，根据串联电池组容量演化机理，保证累积量的一致性，即保证衰减速率、库伦效率和自放电率的一致性才是长期提高电池组一致性关键。衰减速率的一致性目前尚没有很好的分选方法，一般只能通过材料的一致性和工艺控制进行改善。库伦效率与衰减速率和自放电率均相关，其分选难度也很大。JeffDahn等人研究了超高精度的库伦效率测量方法用于分选，然而成本很高，难以大规模使用。我们通过串联电池进行库伦效率差异的区分，然而和衰减速率分选一样，需要的时间非常长。相对来说，自放电的分选更易于实现，同时电池自放电率的一致对于提高电池的一致性具有重要的意义。电芯的自放电率一般2％～5％/月即可满足使用要求，然而，当电芯串联成组后，如果存在自放电较大的电池，由容量电量图可知，电量差异将导致串联电池组寿命下降较大，这时需要电池均衡装置频繁的工作才能恢复电池组的容量，与此同时串联电池组的工作效率也会有所折损。因此在提高累积量的一致性上，研究自放电的一致性检测方法是相对有效和可实施的。目前常规的筛选方法主要是把电芯开路搁置很长一端时间再测量其两端电压，但这种方法耗时长久，常温下至少需要五天时间，这对于场地占用与资金利用是不利的。基于以上的原因，为了提高电芯的自放电筛选效率，本专利技术公开了一种基于并联电芯各支路电流变化对电芯自放电进行分选的方法，能够在很短的时间内对电芯的自放电进行分选归类，同时具有较高的精度。并且所采用的设备成本很低，适用于大规模电芯自放电分选。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述技术问题，提供一种能够提高电芯的自放电筛选效率的基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法，其能够在很短的时间内对电芯的自放电进行分选归类，同时具有较高的精度。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法，其包括：步骤一，利用电芯均衡装置对待筛选的电芯进行均衡；步骤二，将均衡后的电芯接入并联电路，监测每个支路电流变化，结合带有自放电的等效电路模型估计并联电池组各电芯的相对自放电率；步骤三，将步骤二中筛选出的相对自放电率已测的电芯平均分配到各个分选设备中，重复步骤二，得到各筛选设备间的电芯的相对自放电率。本专利技术提供的一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法的步骤一中，所述电芯均衡装置包括：双向DCDC变化器、多路机电开关；所述双向DCDC变化器两侧分别与待筛选电芯组成的电芯箱体的输出极柱和多路机电开关的公共端相连。本专利技术提供的一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法的步骤一中，对待筛选的电芯进行均衡方法为：根据测得最高电压的单体电芯，用多路机电开关将该单体电芯接入双向DCDC变化器对电池组进行充电，对所测得最低电压的单体电芯，用多路机电开关将该单体电芯接入双向DCDC变化器，利用电池组对该电芯进行充电，均衡完毕后，所有电芯电压趋于一致。本专利技术提供的一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法的步骤二中，每个支路通过串联高精度电流表监测电流变化。本专利技术提供的一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法的步骤三中，每一套分选设备中均有一块相对自自放电率已测的电芯。相较于传统的筛选方法，本专利技术的优点在于，能够在很短的时间内对电芯的自放电进行分选归类，同时具有较高的精度。并且所采用的设备成本很低，适用于大规模电芯自放电分选。附图说明图1为一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法的筛选流程图。图2为本专利技术实施例中电芯均衡装置示意图。图3为本专利技术实施例中电芯分选装置示意图。图4为本专利技术实施例中三电芯并联筛选示意图。图5为本专利技术实施例中各支路电流曲线图，其中，图(A)Test#1中对应自放电率分别为5％/月、4％/月、3％/月，1h内各自对应的电流变化分别为-1.577uA、-0.371uA、1.670uA；图(B)Test#2中对应自放电率分别为5％/月、5％/月、3％/月，1h内各自对应的电流变化分别为-1.38uA、-1.26uA、2.16uA。图6为本专利技术实施例中相对自放电率仿真结果图，其中，图(A)为Test#1中2号与3号电芯的实际自放电率相对1号电芯分别为1％/月和2％/月，对应仿真值分别为1.075％/月和2.03％/月；(B)为Test#2中2号与3号电芯的实际自放电率相对1号电芯均为2％/月，对应仿真值分别为1.99％/月和2.08％/月。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术所采用的技术方案作进一步的说明。参见图1，该图给出了基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法的筛选流程，该流程包括I、电池均衡→II、初次筛选→III二次筛选，本专利技术主要用于对大批刚出厂的电芯进行自放电分选，把自放电率大的电芯剔除并且将自放电率相近的电芯分成一组，下面结合图1详细描述本专利技术。步骤一，将待筛选的电芯1(未均衡)放入如图2所示的电芯均衡设备中进行均衡，电芯均衡装置包括双向DCDC变化器17和多路机电开关19。双向DCDC变化器17两侧分别与待筛选电芯1组成的电芯箱体8的输出极柱和多路机电开关19的公共端相连。根据所测得最高电压的单体电芯，用多路机电开关19将该单体电芯接入双向DCDC变换器17对电池组进行充电；对所测得最低电压的单体电芯，用多路机电开关19将该单体电芯接入双向DCDC变换器17，利用电池组对该电芯进行充电。均衡完毕后，各电芯电压趋于一致。步骤二，选取n(n取决于筛选设备数目)块上述已均衡电芯2放入电芯分选装置，如图3，在分选设备中，各电芯负极与负极通过导线相接，各电芯正极都与一只高精度电流表3的负极柱相接，所有高精度电流表3的正极柱相互连接，通过每条支路上的高精度电流表3实时记录每条支路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法，其特征在于，其包括：/n步骤一，利用电芯均衡装置对待筛选的电芯进行均衡；/n步骤二，将均衡后的电芯接入并联电路，监测每个支路电流变化，结合带有自放电的等效电路模型估计并联电池组各电芯的相对自放电率；/n步骤三，将步骤二中筛选出的相对自放电率已测的电芯平均分配到各个分选设备中，重复步骤二，得到各筛选设备间的电芯的相对自放电率。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法，其特征在于，其包括：
步骤一，利用电芯均衡装置对待筛选的电芯进行均衡；
步骤二，将均衡后的电芯接入并联电路，监测每个支路电流变化，结合带有自放电的等效电路模型估计并联电池组各电芯的相对自放电率；
步骤三，将步骤二中筛选出的相对自放电率已测的电芯平均分配到各个分选设备中，重复步骤二，得到各筛选设备间的电芯的相对自放电率。


2.根据权利要求1所述的一种基于并联电池组支路电流变化的自放电快速筛选方法，其特征在于，步骤一中，所述电芯均衡装置包括：双向DCDC变化器、多路机电开关；
所述双向DCDC变化器两侧分别与待筛选电芯组成的电芯箱体的输出极柱和多路机电开关的公共端相连。


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【专利技术属性】
技术研发人员：郑岳久，吴航，易威，来鑫，周龙，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31