一种锂离子动力电池多参数分选方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子动力电池的多参数分选方法。首先进行电池扫码，之后分别对单次放电脉冲以及单次充电脉冲进行测试，绘制电池端电压‑时间曲线，提取曲线上电压初始值与最低值的差值ΔU

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子动力电池多参数分选方法
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种锂离子动力电池多参数分选方法。
技术介绍
电动汽车依靠电池来进行动力供能，电芯和电池系统的性能决定了电动车的动力性能。锂离子电池由于具有比能量高、循环使用次数多、充放电寿命长等优点，被广泛应用于电动汽车电池系统中。但限于单体电池的容量、电压、能量有限等原因，必须通过串并联成组后才能达到供能要求。电动汽车的电池系统一般是由单体电池成组后组成电池模组，再由模组组成电池包。一辆电动汽车可能拥有非常庞大数量的电池，因此电池单体之间的不一致性可能会限制成组后电池整体的性能。故在电池成组之前需要进行电池分选，选出性能一致性好的电池成组，以保证电池模组和电池包的性能与寿命。在电池模组的生产产线上，电池分选往往是第一道工序。目前产线上的电池分选是通过对单体电池的容量、电压、内阻等外特性进行静态筛选，筛选时间短，效率高，但是只能保证筛选出的单体电池的这些指标保持一致，无法反映电池在工作时的动态特性。若采用对电池进行完整充放电实验的方法进行动态分选，则又会耗费大量时间，严重降低产线的生产效率。因此现在需要一种既能同时反映电池的动态工作特性与静态参数，又能兼顾产线生产节奏的电池分选方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种锂离子动力电池的多参数分选方法，能够节省时间，提高电池的分选效率。本专利技术所述的一种锂离子动力电池的多参数分选方法，包括如下步骤：步骤一、使用电池扫码设备对产线上待分选的电池进行扫码；步骤二、对多个锂离子动力电池单体同时进行单次放电脉冲实验，并在完成放电后静置一段时间，同一批测试的单体电池的放电电流、放电时间和静置时间应保持完全一致；绘制单次脉冲放电的电压-时间曲线；通过电压-时间曲线提取放电极化电压ΔV1作为第一判据参数；步骤三、对完成单次放电脉冲实验并静置后的锂离子动力电池，进行单次脉冲充电测试，并在完成放电后静置一段时间，同一批测试的单体电池的充电电流、充电时间和静置时间应保持完全一致；充电电流、充电时间与放电实验时保持一致，即保证充电容量与放电容量保持一致；绘制单次脉冲放电的电压-时间曲线；通过电压-时间曲线提取充电极化电压ΔV2作为第二判据参数；步骤四、对完成单次充电脉冲实验并静置后的单体电池分别进行直流内阻测试和电压测试，得到单体电池的直流内阻R、开路电压U分别作为第三、第四判据参数；步骤五、以四个判据参数ΔV1、ΔV2、R、U为聚类算法的参数维度，使用聚类算法对完成电池测试的单体电池进行聚类分组，实现对锂离子动力电池的多参数分选。进一步的，在所述步骤一中，所选电池为同批次的满电状态下的锂离子电池。进一步的，所述步骤二中，放电极化电压ΔV1使用单次脉冲放电的电压-时间曲线中初始电压与电压最低值的差值表示。进一步的，所述步骤三中，充电极化电压ΔV2使用单次脉冲放电的电压-时间曲线中初始电压与电压最高值的差值表示。进一步的，所述步骤二与步骤三中，对完成单次脉冲放电实验后的电池进行同倍率、同时间的单次脉冲充电。进一步的，所述步骤五中，对完成参数测试的待分选电池，使用聚类算法完成电池分选，并将分选结果以电池编号分组的形式进行呈现。与现有技术相比，本专利技术在以电池内阻、电池开路电压等静态参数作为分选依据的同时，考虑到电池在使用过程中的充放电时电压的动态变化，尤其是极化电压的变化，并将放电、充电时的极化电压分别作为电池分选的依据，实现了静态参数与动态参数的结合分选。在完成测试获取上述参数后，本专利技术使用聚类算法作为分选算法，考虑多种参数进行聚类，分选后同一类的电池彼此之间具有较高的综合一致性。同时，本专利技术所述的先测试、后聚类的分选流程方案可适用于电池模组实际产线中，具有分选准确性高、结果一致性好且灵活性高等优点。且由于极化电压的获取可由短时间的单次脉冲充放电实现，无需对电池进行长时间的充放电实验，可以节省大量时间，分选效率得到了保证。附图说明图1为本专利技术所述的分选方法的分选步骤；图2为单节电池单次脉冲放电的端电压-时间曲线和放电极化电压ΔV1；图3为单节电池单次脉冲充电的端电压-时间曲线和充电极化电压ΔV2；图4为一种锂离子动力电池多参数分选方法的工作流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。此处所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种应用于锂离子动力电池模组产线的多参数分选方法，包括以下步骤：步骤一、电池扫码。将待分选的n节31Ah方形锂离子动力单体电池使用电芯扫码设备进行身份识别并编号，记编号依次为1，2，3，…，n，在之后的测试和分选过程中，将每块电池的分选参数分别存储到对应的数据存储单元中；所述分选参数包括：放电极化电压ΔV1、充电极化电压ΔV2、电池内阻R、电池电压U；步骤二、单次放电脉冲测试。将待分选的n个锂离子动力电池单体放置在室温下，对所述多个电池同时进行单次的脉冲放电，并在完成放电后静置一段时间。记录各电池端电压并绘制对应的电压-时间曲线；提取电压-时间曲线上反映极化电压的数据点，作为电池分选的参数之一。步骤二的具体过程为：步骤2.1：对待分选的多个电池同时分别以恒定电流放电100s，端电压值每秒记录一次；此实施例中，所述电流脉冲优选是50A的电流脉冲，也可以是其他数值的电流脉冲；步骤2.2：保持电池开路状态5min，端电压值每秒记录一次；步骤2.3：如图2所示，绘制单次脉冲放电与静置期间的电压-时间曲线，从中提取放电电压初始点与最低点的差值ΔV1作为放电极化电压；ΔV1为电池分选的第一判据参数。步骤三的具体过程为：单次充电脉冲测试。将完成单次脉冲放电的单体电池放在室温下，对所述多个电池同时进行单次的脉冲充电，并在充电完成后静置一段时间。记录各电池端电压并绘制对应的电压-时间曲线；提取电压-时间曲线上反映极化电压的数据点，作为电池分选的参数之一；所述步骤三的具体过程为：步骤3.1：对待分选的多个电池同时分别以恒定电流充电100s，端电压值每秒记录一次；所述电流脉冲优选是50A的电流脉冲，也可以是其他数值的电流脉冲；但充电电流值需与放电电流值保持一致；步骤3.2：保持电池开路状态5min，端电压值每秒记录一次；步骤3.3：如图3所示，绘制这期间的电压-时间曲线，从中提取充电电压初始点与最高点的差值ΔV2作为放电极化电压；ΔV2为电池分选的第二判据参数。步骤四的具体过程为：对完成单次充电脉冲实验并静置后的单体电池分别进行直流内阻测试和电压测试，得到单体电池的直流内阻R、开路电压U分别作为第三、第四判据参数，在本实施例中，使用日置BT3562内阻测试仪，对完成单次充电脉冲实验并静置后的单体电池分别进行直流内阻测试和电压测试，得到单体电池的直流内阻R、开路电压U分别作为第三、第四判据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子动力电池多参数分选方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、使用电池扫码设备对产线上待分选的电池进行扫码；/n步骤二、对多个锂离子动力电池单体同时进行单次放电脉冲实验，并在完成放电后静置一段时间，同一批测试的单体电池的放电电流、放电时间和静置时间应保持完全一致；绘制单次脉冲放电的电压-时间曲线；通过电压-时间曲线提取放电极化电压ΔV

【技术特征摘要】
1.一种锂离子动力电池多参数分选方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、使用电池扫码设备对产线上待分选的电池进行扫码；
步骤二、对多个锂离子动力电池单体同时进行单次放电脉冲实验，并在完成放电后静置一段时间，同一批测试的单体电池的放电电流、放电时间和静置时间应保持完全一致；绘制单次脉冲放电的电压-时间曲线；通过电压-时间曲线提取放电极化电压ΔV1作为第一判据参数；
步骤三、对完成单次放电脉冲实验并静置后的锂离子动力电池，进行单次脉冲充电测试，并在完成放电后静置一段时间，同一批测试的单体电池的充电电流、充电时间和静置时间应保持完全一致；充电电流、充电时间与放电实验时保持一致，绘制单次脉冲放电的电压-时间曲线；通过电压-时间曲线提取充电极化电压ΔV2作为第二判据参数；
步骤四、对完成单次充电脉冲实验并静置后的单体电池分别进行直流内阻测试和电压测试，得到单体电池的直流内阻R、开路电压U分别作为第三、第四判据参数；
步骤五、以四个判据参数ΔV1、ΔV2、R、U为聚类算法的参数维度，使用聚类算法对完成电池测试的单体电池进行聚类...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏必忠，杨亚迪，周杰，王华文，董红伟，姜久春，李建军，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44