【技术实现步骤摘要】
动力电池的充电动态管控装置和动力电池的充电诊断方法
本专利技术涉及一种充电管理设备和诊断方法，特别涉及一种动力电池的充电动态管控装置和动力电池的充电诊断方法。
技术介绍
在动力电池中，例如常用的动力锂电池中，由于电池包的多次充放电会导致其中最弱的电芯的老化远远快于厂家预期，从而带来严重的一致性问题以及由于热失控和内短路所造成的安全隐患，这也是近年来多起电动车自燃的原因。电动车的发展必须要提供一种可操作的快速检测方法来判定动力锂电池包在使用过程中具有一定的安全性。据目前分析，锂电池自燃往往起源于单个电芯，那么就要求检测必须在电芯层执行，而出厂前对电芯的严格检测往往需要对电池包在免拆解的条件下进行。目前，现有技术中针对这一问题有了以下列举的一些解决方式。例如，中国专利技术专利(专利号：CN103399282B，专利名称：电池单体故障诊断方法)，该专利通过比较单体电压与平均电压的差异大小判定电池故障，方法简单明了，但在判定是否为电池本身问题时仍需进行总内阻辨识，需调整电流以及一定的辨识时间，实际操作困难大，应用场景少。
【技术保护点】
1.一种动力电池的充电动态管控装置，其特征在于，包括动力电池的BMS、充电总控和电池诊断云平台，其中，/nBMS用于在充电过程中获取动力电池的电芯层面的数据流并发送给电池诊断云平台；/n电池诊断云平台用于从电芯层面的数据流提取电池特征值，并通过比较所述电池特征值的一致性，以及将所述电池特征值与历史数据的比较来对动力电池的进行诊断并定位故障电芯，并将诊断结果发送给充电总控；/n充电总控用于根据诊断结果生成控制参数，并控制BMS以所述控制参数对动力电池进行充电。/n
【技术特征摘要】
1.一种动力电池的充电动态管控装置，其特征在于，包括动力电池的BMS、充电总控和电池诊断云平台，其中，
BMS用于在充电过程中获取动力电池的电芯层面的数据流并发送给电池诊断云平台；
电池诊断云平台用于从电芯层面的数据流提取电池特征值，并通过比较所述电池特征值的一致性，以及将所述电池特征值与历史数据的比较来对动力电池的进行诊断并定位故障电芯，并将诊断结果发送给充电总控；
充电总控用于根据诊断结果生成控制参数，并控制BMS以所述控制参数对动力电池进行充电。
2.如权利要求1所述的充电动态管控装置，其特征在于，电池特征值为内阻和容量，BMS用于通过以下方式确定内阻和容量：从电芯i的数据流得到其电量Q＝∫Idt随电压的微分变化dQ/dV，并当dQ/dV达到最大值时的Vimax是该i电芯的等效电压平台,其电芯内阻Ri＝(Vimax-OCVi)/I，其中I是充电电流，OCVi是开路电压；其容量Qi＝ΔQi/ΔSOCi，其中ΔQi是dQ/dV曲线的第一个和最大的峰之间的容量差，ΔSOCi是两个峰之间的SOC差，Qi是满充时的最大容量，
其中，在动力电池充电过程中记录满足ΔV≥X条件的数据；由计算公式为确定特征值，并记录特征值对应点的充电容量；其中：Q为电池的充电容量，dQ为容量的微分，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，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；
其中，所述X的取值范围为1mV≤X≤10mV。
3.如权利要求2所述的充电动态管控装置，其特征在于，所述充电动态管控装置包括总控制器，用于当电池特征值的当前营运数值或电池特征值的一致性超过恒虚警阈值时，发出要求根据预先设定的运检规则和维保条例开展线下运行检测和维护保养的报警指令。
4.如权利要求3所述的充电动态管控装置，其特征在于，所述总控制器还用于对内阻、容量和OCV恒虚警阈值执行HPPC工况矫正，其中基于脉冲前后端电压变化值ΔVi计算对应每个SOC值的i电芯的内阻，从而得到电芯i的R-SOC曲线和OCV-SOC曲线，并根据整个过程中扣除静止时间和脉冲时间的充电时间总和计算由最先达到充电截止电压的电芯决定的整个动力电池的有效容量C，
其中，矫正的恒虚警阈值为实际值乘以[0.8,1.2]中的某一具体值。
5.如权利要求4所述的充电动态管控装置，其特征在于，所述总控制器还用于在完成HPPC测试矫正之后，再静止24小时，记录1小时和24小时每个电芯两端的OCV，计算ΔOCVi＝OCV1h-OCV24h，并与动力电池的安全电压差值对比以判断自放电率是否异常。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的充电动态管控装置，其特征在于，所述BMS用于根据基于对动力电池最大电压和最小电压的极差与极差阈值的比较来诊断动力电池是否发生故障或具有安全隐患，其中极差阈值＝充电电流*内阻阈值，
或者，BMS用于存储动力电池运营的充放电的控制参数的初始值和当前控制值，包括最大瞬态和持续充放电电流、在单体层面和总的电池包方面的充放电电压阈值，其中当前电流阈值<＝初始电流阈值，当前充电电压阈值<＝初始充电阈值，当前放电电压阈值>＝初始放电电压阈值优选地，BMS还用于定期更新控制参数，以及根据对动力电池充电或放电的最大功率或/和总能量的需求和动力电池当前每个单体电池的SOC确定当前对从属于其的每个电池模组的充电或放电电流，以及充电或放电的时间间隔和阈值，并对按预先设定的规则在电池电压一致性超过预先设定的阈值时进行均衡，
或者，充电动态管控装置还包括存储器，用于存储故障码和故障信息，以及可被用户和运检人员随时调用确定对搭载动力电池的车辆和动力电池的运行检测和维护保养的具体措施，和用于信息传送电池诊断云平台的中转站，
优选地，所述的故障信息包括严重故障信息和一般故障信息；
其中所述的严重故障信息包括短路、热失控、绝缘异常、过热、通讯异常；
其中所述的一般故障信息包括电池欠压、电池过压、SOC偏低、SOC偏高、均衡故障，
更优选地，电池诊断云平台基于从存储器获取的对其中每个单体电池电压的历史数据进行数据分析，从中确定每个单体电池的直流内阻、容量和SOC等电池特征值及其随时间的变化趋势，建立描述这些特征值随时间变化的模型进而达到预测其将来的发展趋势，建立这些特征值的恒虚警阈值；同时基于这些特征值当前数值与其阈值的相对位置确定对电池包适合长期运营的控制参数，即在单体层面最大瞬态和持续充放电电流和充放电电压阈值，并把这些电池特征值阈值和关键控制参数通过充电总控下传到BMS成为新的报警阈值和控制参数，
更优选地，充电总控用于当特征值一致性超过恒虚...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘中财，黄碧雄，严晓，黄诗韵，
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
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