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一種電池包連接狀態(tài)判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池包連接狀態(tài)的判斷方法，包括以下步驟：分別獲取待測電池包中所有串聯(lián)和所有并聯(lián)的單體電池的串聯(lián)數(shù)量和并聯(lián)數(shù)量；對待測電池包按照預(yù)設(shè)電流及預(yù)設(shè)時間施加脈沖序列，并在脈沖序列的開始時間和結(jié)束時間，分別測量并記錄待測電池包兩端的總電壓和待測電池包中任一個單體電池兩端的電壓；計算待測電池包的直流內(nèi)阻，計算單體電池的直流內(nèi)阻；計算判斷系數(shù)；根據(jù)判斷系數(shù)與預(yù)設(shè)閾值的大小關(guān)系，判斷電池包的連接狀態(tài)是否正常。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)電池包連接狀態(tài)判斷方法只能判斷電池是否短路或斷路，不能全方面評估電池包連接狀態(tài)的缺點，實現(xiàn)了電池包連接狀態(tài)的實時判斷，保證了電池包的安全使用。
【專利說明】一種電池包連接狀態(tài)判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動力電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電池包連接狀態(tài)判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池包是由單體電池或電池模塊以一定的數(shù)量串聯(lián)或者并聯(lián)組成，目的是為了達到相應(yīng)的電壓或者功率等級，目前動力電池包廣泛應(yīng)用于新能源汽車、儲能等【技術(shù)領(lǐng)域】。在電池組成電池包的過程中，電池間的連接必不可少，目前電池之間常用的連接方式分為螺紋連接和焊接，螺紋連接是簡單的螺栓與螺母之間的機械緊固，緊固程度受施加的外力影響，該連接方式工藝簡單，更換方便。焊接是將金屬間通過激光、超聲波等方式焊接在一起，該連接方式可靠性高，但更換不方便。兩種連接方式在使用過程中會出現(xiàn)接觸松動引起接觸阻抗增大，降低了電池包的輸出功率，從而影響電池包的正常使用。此外，電池之間的連接還涉及到連接線束，在使用過程中線束會逐漸老化，阻抗也會增加，一方面會降低電池包輸出功率，另一方面在通過大電流時線束的發(fā)熱會急劇增加，極易發(fā)生燃燒事故，因此及時判斷電池包的連接狀態(tài)顯得十分重要。
[0003]目前常規(guī)的電池包連接狀態(tài)判斷方法，即通過接通電池包回路后，監(jiān)測電池包的總電壓和各單體電壓，通過電池包總電壓與單體電壓之間的關(guān)系，確定電池包連接是否正常。但是這種方法只能判斷電池連接之間是否出現(xiàn)了短路或者斷路，不能判斷接觸阻抗的增大或者線路的老化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠簡單、快速、準(zhǔn)確的電池包連接狀態(tài)判斷方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種電池包連接狀態(tài)的判斷方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1:分別獲取待測電池包中所有串聯(lián)的單體電池的串聯(lián)數(shù)量，和所有并聯(lián)的單體電池的并聯(lián)數(shù)量；
[0007]步驟2:對待測電池包按照預(yù)設(shè)電流及預(yù)設(shè)時間施加脈沖序列，并在脈沖序列的開始時間和結(jié)束時間，分別測量并記錄待測電池包兩端的總電壓和待測電池包中任一個單體電池兩端的電壓；
[0008]步驟3:根據(jù)測量的總電壓及預(yù)設(shè)電流計算待測電池包的直流內(nèi)阻，根據(jù)測量的單體電池兩端的電壓及預(yù)設(shè)電流計算單體電池的直流內(nèi)阻；
[0009]步驟4:根據(jù)串聯(lián)數(shù)量、并聯(lián)數(shù)量、電池包的直流內(nèi)阻及任一單體電池的直流內(nèi)阻計算判斷系數(shù)；
[0010]步驟5:根據(jù)判斷系數(shù)與預(yù)設(shè)閾值的大小關(guān)系，判斷電池包的連接狀態(tài)是否正常。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的一種電池包連接狀態(tài)判斷方法，該方法通過獲取基于電池包直流內(nèi)阻與單體電池直流內(nèi)阻間的關(guān)系而得到判斷系數(shù)，將判斷系數(shù)與預(yù)設(shè)閥值進行此較從而確定電池包的連接狀態(tài)正常與否，解決了傳統(tǒng)電池包連接狀態(tài)判斷方法只能判斷電池是否短路或斷路，不能全方面評估電池包連接狀態(tài)的缺點，實現(xiàn)了電池包連接狀態(tài)的實時判斷，保證了電池包的安全使用。該方法即可以在線進行也可以離線進行，同時該方法操作簡單快捷，準(zhǔn)確度高、可靠性高，可以推廣應(yīng)用。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0013]進一步，所述步驟2中脈沖序列的預(yù)設(shè)電流的大小根據(jù)待測電池包的容量設(shè)定，預(yù)設(shè)電流的范圍為2C至8C。
[0014]進一步，所述步驟2中脈沖序列的預(yù)設(shè)時間的范圍為I秒至10秒。
[0015]進一步，所述脈沖序列為充電脈沖或者放電脈沖。
[0016]進一步，所述步驟3中待測電池包的直流內(nèi)阻的計算公式為:
[0017]待測電池包的直流內(nèi)阻=待測電池包兩端電壓差的絕對值/預(yù)設(shè)電流。
[0018]進一步，所述步驟3中待測電池包的直流內(nèi)阻的計算公式為:
[0019]任一單體電池的直流內(nèi)阻=該單體電池兩端電壓差的絕對值/預(yù)設(shè)電流。
[0020]進一步，所述步驟4中判斷系數(shù)的計算方法為:
[0021]判斷系數(shù)=并聯(lián)數(shù)量*待測電池包的直流內(nèi)阻/串聯(lián)數(shù)量*任一單體電池的直流內(nèi)阻。
[0022]進一步，所述步驟5中，當(dāng)判斷系數(shù)小于預(yù)設(shè)閾值，待測電池包連接狀態(tài)正常；當(dāng)判斷系數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值，待測電池包連接狀態(tài)異常。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明方法步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0025]如圖1所示，為本發(fā)明方法步驟流程圖。
[0026]實施例1
[0027]一種電池包連接狀態(tài)的判斷方法，包括以下步驟:
[0028]步驟1:分別獲取待測電池包中所有串聯(lián)的單體電池的串聯(lián)數(shù)量，和所有并聯(lián)的單體電池的并聯(lián)數(shù)量；一般電池包都是先并聯(lián)后串聯(lián)，比如2并4串，指的是2個單體并聯(lián)后成為一個模塊，然后4個這種模塊串聯(lián)起來，一共8個單體；
[0029]步驟2:對待測電池包按照預(yù)設(shè)電流及預(yù)設(shè)時間施加脈沖序列，并在脈沖序列的開始時間和結(jié)束時間，分別測量并記錄待測電池包兩端的總電壓和待測電池包中任一個單體電池兩端的電壓，任一個單體電池即在一次電池包的連接狀態(tài)的測量時只需要測量一個單體電池兩端的電壓；
[0030]步驟3:根據(jù)測量的總電壓及預(yù)設(shè)電流計算待測電池包的直流內(nèi)阻，根據(jù)測量的單體電池兩端的電壓及預(yù)設(shè)電流計算單體電池的直流內(nèi)阻；
[0031]步驟4:根據(jù)串聯(lián)數(shù)量、并聯(lián)數(shù)量、電池包的直流內(nèi)阻及任一單體電池的直流內(nèi)阻計算判斷系數(shù)；[0032]步驟5:根據(jù)判斷系數(shù)與預(yù)設(shè)閾值的大小關(guān)系，判斷電池包的連接狀態(tài)是否正常。
[0033]所述步驟2中脈沖序列的預(yù)設(shè)電流的大小根據(jù)待測電池包的容量設(shè)定，預(yù)設(shè)電流的范圍為2C至8C。在電池充放電過程中，用倍率C來表示充放電電流大小，2C至8C指的是電流大小范圍，在后面的具體實施方法中如電池包容量為40Ah，IC指的是I倍率即40 ★I = 40A的電流2C指40 * 2 = 80A電流，3C指120A電流，如此類推。
[0034]所述步驟2中脈沖序列的預(yù)設(shè)時間的范圍為I秒至10秒。所述脈沖序列為充電脈沖或者放電脈沖。
[0035]所述步驟3中待測電池包的直流內(nèi)阻的計算公式為:
[0036]待測電池包的直流內(nèi)阻=待測電池包兩端電壓差的絕對值/預(yù)設(shè)電流。
[0037]所述步驟3中待測電池包的直流內(nèi)阻的計算公式為:
[0038]任一單體電池的直流內(nèi)阻=該單體電池兩端電壓差的絕對值/預(yù)設(shè)電流。
[0039]所述步驟4中判斷系數(shù)的計算方法為:[0040]判斷系數(shù)=并聯(lián)數(shù)量*待測電池包的直流內(nèi)阻/串聯(lián)數(shù)量*任一單體電池的直流內(nèi)阻。
[0041]所述步驟5中，當(dāng)判斷系數(shù)小于預(yù)設(shè)閾值，待測電池包連接狀態(tài)正常；當(dāng)判斷系數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值，待測電池包連接狀態(tài)異常。
[0042]在具體實施中，采用以下方法進行電池包連接狀態(tài)判斷:
[0043]步驟A，獲取待測電池包中單體電池的串并聯(lián)方式，以m串η并表示，例如電池包由單體電池20串4并組成,則m = 20, η = 4 ;
[0044]步驟B，獲取待測電池包和單體電池的直流內(nèi)阻。
[0045]具體地，對待測電池包施加預(yù)設(shè)電流大小為1、預(yù)設(shè)時間為T的脈沖過程，記錄脈沖開始和結(jié)束時期的電池包總電壓Vl和V2以及任一單體電池的電壓V3和V4，電池包的直流內(nèi)阻R= |V1-V2|/I，單體電池的直流內(nèi)阻r = η * |V3_V4|/I。其中預(yù)設(shè)電流I由電池包容量確定，大小為2C~8C，例如待測電池包的容量為40Ah，則預(yù)設(shè)電流可為80A~320A。預(yù)設(shè)時間T為I~10秒，可以根據(jù)不同的需求設(shè)置時間長短。脈沖過程可以為充電脈沖也可以為放電脈沖，具體地，對待測電池包施加的方式既可以給電池包充電也可以給電池包放電。
[0046]步驟C，計算待測電池包連接狀態(tài)的判斷系數(shù)。
[0047]具體地,設(shè)置判斷系數(shù)k:k = nR/mr,其中R表示電池包直流內(nèi)阻，r表示單體電池直流內(nèi)阻，m表示串聯(lián)個數(shù)，η表示并聯(lián)個數(shù)。
[0048]步驟D，根據(jù)判斷系數(shù)與預(yù)設(shè)閥值的關(guān)系確定電池包連接狀態(tài)。
[0049]具體地，如果判斷系數(shù)k值小于預(yù)設(shè)閥值，則待測電池包連接狀態(tài)正常，如果k值大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則待測電池包連接狀態(tài)不正常。電池包的內(nèi)阻由單體電池內(nèi)阻、接觸阻抗、連接線束阻抗等組成，判斷系數(shù)k的大小反映了電池包內(nèi)阻與單體電池內(nèi)阻之間的關(guān)系，該值越大說明接觸阻抗與連接線束阻抗所占比例越大，當(dāng)超過預(yù)設(shè)閥值后說明電池包連接出現(xiàn)問題，必須進行檢修維護后方可再繼續(xù)使用。
[0050]工作原理:如有一個單體連接狀態(tài)出現(xiàn)問題或者連接導(dǎo)線出現(xiàn)問題或者接觸阻抗增大，則電池包的內(nèi)阻會發(fā)生變化，進而k值會發(fā)生變化，k值是綜合了電池包內(nèi)阻、單體內(nèi)阻、串并聯(lián)關(guān)系的一個系數(shù)，通過判定k值大小既可以判斷電池包連接狀態(tài)。[0051]實施例2
[0052]如將預(yù)設(shè)閥值設(shè)為2，電池包由單體電池88串2并組成，電池包直流內(nèi)阻為31毫歐單體電池直流內(nèi)阻為0.4毫歐則判斷系數(shù)k = nR/mr = 2 * 31/(88 * 0.4) = 1.76，此時判斷系數(shù)小于預(yù)設(shè)閥值2，說明電池包連接狀態(tài)正常，可以繼續(xù)安全使用。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:分別獲取待測電池包中所有串聯(lián)的單體電池的串聯(lián)數(shù)量，和所有并聯(lián)的單體電池的并聯(lián)數(shù)量； 步驟2:對待測電池包按照預(yù)設(shè)電流及預(yù)設(shè)時間施加脈沖序列，并在脈沖序列的開始時間和結(jié)束時間，分別測量并記錄待測電池包兩端的總電壓和待測電池包中任一個單體電池兩端的電壓； 步驟3:根據(jù)測量的總電壓及預(yù)設(shè)電流計算待測電池包的直流內(nèi)阻，根據(jù)測量的單體電池兩端的電壓及預(yù)設(shè)電流計算單體電池的直流內(nèi)阻； 步驟4:根據(jù)串聯(lián)數(shù)量、并聯(lián)數(shù)量、電池包的直流內(nèi)阻及任一單體電池的直流內(nèi)阻計算判斷系數(shù)； 步驟5:根據(jù)判斷系數(shù)與預(yù)設(shè)閾值的大小關(guān)系，判斷電池包的連接狀態(tài)是否正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述步驟2中脈沖序列的預(yù)設(shè)電流的大小根據(jù)待測電池包的容量設(shè)定，預(yù)設(shè)電流的范圍為2C至SC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述步驟2中脈沖序列的預(yù)設(shè)時間的范圍為I秒至10秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述脈沖序列為充電脈沖或者放電脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述步驟3中待測電池包的直流內(nèi)阻的計算公式為: 待測電池包的直流內(nèi)阻=待測電池包兩端電壓差的絕對值/預(yù)設(shè)電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述步驟3中待測電池包的直流內(nèi)阻的計算公式為: 任一單體電池的直流內(nèi)阻=該單體電池兩端電壓差的絕對值/預(yù)設(shè)電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述步驟4中判斷系數(shù)的計算方法為: 判斷系數(shù)=并聯(lián)數(shù)量*待測電池包的直流內(nèi)阻/串聯(lián)數(shù)量*任一單體電池的直流內(nèi)阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池包連接狀態(tài)的判斷方法，其特征在于:所述步驟5中，當(dāng)判斷系數(shù)小于預(yù)設(shè)閾值，待測電池包連接狀態(tài)正常；當(dāng)判斷系數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值，待測電池包連接狀態(tài)異常。
【文檔編號】G01R31/02GK103983888SQ201410232826
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】張波, 林道勇 申請人:上虞安卡拖車配件有限公司, 林道勇