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動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其包括以下步驟：1)在電池模組裝配前，測試各個單體電池的交流內(nèi)阻Zi；2)電池模組裝配后、電池包組裝前，測試各電池模組的交流內(nèi)阻Zm，并利用Zi和Zm計算電池模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci；3)對動力電池包恒流放電，測算出各電池模組的直流電阻Di以及電池包的直流電阻Dp，并利用Di和Dp計算模組間連接電阻綜合值Rco；4)通過公式Rc＝Rci+Rco計算電池包內(nèi)連接電阻綜合值Rc；5)利用Rc對動力電池包內(nèi)連接電阻進行評估。本發(fā)明無需破壞電池包結(jié)構(gòu)，即可有效便捷地測算Rc，從而對電池包連接電阻設(shè)計、電性能好壞和健康狀況判斷提供支持。
【專利說明】動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池測試領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]動力電池包通常含有多個電池模組，每一電池模組內(nèi)又設(shè)有一個以上的單體電池，單體電池需要利用大量的連接件，通過焊接、插接、螺栓等方式裝配成電池包，內(nèi)連接電阻就是這一裝配過程中材料和連接方式的綜合體現(xiàn)。動力電池包內(nèi)連接電阻既包括不同模組間的連接電阻，又包括每一模組內(nèi)不同單體電池之間的連接電阻，其大小不僅能反應(yīng)出電池包裝配程序和質(zhì)量的好壞，而且會對電池包性能、特別是大倍率充放電性能有較大地影響。連接電阻的異常偏大將會造成電池包局部溫升增加，輕則影響電池包使用壽命，重則造成安全事故；從設(shè)計方面來說，較大的連接電阻會占用較大的分壓，以致直接降低電池包的大倍率充放電性能。因此，需要對內(nèi)連接電阻進行檢測，以期為電池包的裝設(shè)程序設(shè)計、維修保養(yǎng)、安全性能等提供數(shù)據(jù)支持。
[0003]最理想的電池包內(nèi)連接電阻檢測方法是使用采樣線將電池包內(nèi)除電池以外的所有連接件和連接點都包括在內(nèi)，采集連接件所占的分壓，并通過電流計算出這部分電阻的阻值。但是，在實際操作中，由于連接件和連接點眾多，加上檢測條件的限制，無法實現(xiàn)所有連接電阻的一一精確測量。
[0004]目前，通常采用增加專用采樣線路的方式對電池包的內(nèi)連接電阻進行檢測，來評估電池包內(nèi)連接件質(zhì)量的好壞以及在使用過程中連接件的壽命變化；連接電阻檢測結(jié)合連接件狀況檢測，就可以進一步判斷出電池包內(nèi)出現(xiàn)問題的電池連接件，從而對整個電池包的壽命和安全進行評估。但是，額外增加的專用采樣線路不僅會損壞原有電池包產(chǎn)品，而且會降低電池包的生產(chǎn)效率，提高其生產(chǎn)成本。
[0005]有鑒于此，確有必要提供一種無需額外增加采樣線路的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:提供一種無需額外增加采樣線路的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，以在不損壞電池包的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)其內(nèi)連接電阻的便捷檢測。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其包括以下步驟:
[0008]I)在電池模組裝配前，使用測試設(shè)備測試各個單體電池的交流內(nèi)阻Zi ；
[0009]2)在電池模組裝配后、電池包組裝前，使用測試設(shè)備測試各個電池模組的交流內(nèi)阻Zm，并利用Zi計算出各個電池模組內(nèi)所有單體電池的交流內(nèi)阻綜合值Zt，再利用Zt和Zm計算出所有電池模組內(nèi)連接電阻的綜合值Rci ；
[0010]3)電池包組裝好后，使用測試設(shè)備對動力電池包進行恒流放電，測算出電池包內(nèi)各個電池模組的直流電阻Di以及整個電池包的直流電阻Dp，并利用Di和Dp計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco ；
[0011]4)利用模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco，通過公式Re =Rci+Rco，計算出電池包內(nèi)連接電阻綜合值Re ；
[0012]5)利用電池包內(nèi)連接電阻綜合值Re對動力電池包內(nèi)連接電阻進行評估。
[0013]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟2)中Zt的計算是根據(jù)單個電池模組中各個單體電池之間的串并聯(lián)關(guān)系利用Zi來計算的。
[0014]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟2)中利用Zt和Zm計算模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci的步驟為:先利用公式Rcit = Zm-Zt計算出各個電池模組內(nèi)連接電阻綜合值Rcit，再根據(jù)各電池模組之間的串并聯(lián)關(guān)系、利用Rcit計算出所有電池模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci。
[0015]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟3)中利用Di和Dp計算所有模組間連接電阻Rco的步驟為:先利用各個電池模組的直流電阻D1、按各個電池模組之間的串并聯(lián)關(guān)系計算得到所有電池模組的直流電阻綜合值Dt，再利用公式Rco=Dp-Dt計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco。
[0016]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟3)中電池包的直流電阻Dp以及單個電池模組的直流電阻Di的算法為恒流放電前后的電壓差值除以放電電流。
[0017]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述每一電池模組由多個單體電池串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)而成，電池模組內(nèi)單體電池之間的連接路線上連接有電壓采樣線；單個電池模組恒流放電前后的電壓值是通過電壓采樣線對其內(nèi)所有單體電池放電前后電壓進行采樣而得到的。
[0018]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟1)、2)的測試設(shè)備為相同的交流阻抗測試設(shè)備，且步驟1)、2)的測試條件需保持一致。
[0019]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟3)的測試設(shè)備為恒流放電測試設(shè)備，其可以對電池包進行恒流放電并記錄電壓和電流。
[0020]作為本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法的一種改進,所述電池包為多個電池模組串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)而成，電池包中設(shè)有電流和電壓采樣系統(tǒng)。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法無需破壞電池包結(jié)構(gòu)，即可有效便捷地測算電池包內(nèi)的連接電阻，對電池包連接電阻設(shè)計、電性能好壞和健康狀況判斷提供了支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法及其有益效果進行詳細(xì)說明，其中:
[0023]圖1為待測動力電池包的連接電阻示意圖。

【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
[0025]為了便于理解，以下首先對待測動力電池包的內(nèi)連接電阻進行說明。
[0026]請參閱圖1，待測動力電池包內(nèi)含有多個相同或不同的電池模組10，每一電池模組10內(nèi)又設(shè)有一個以上的單體電池12。由于各個電池模組10之間的連接路線20上都存在連接電阻(包括各個連接件的自身電阻和不同連接方式產(chǎn)生的接觸電阻)，每一電池模組10內(nèi)的相鄰單體電池12之間的連接路線14上也都存在連接電阻(包括各個連接件的自身電阻和不同連接方式產(chǎn)生的接觸電阻)，檢測條件的限制加上電池包保護的需要，使得動力電池包內(nèi)連接電阻難以精確測量。因此，本發(fā)明給出一種通過測算模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco，再以間接方式計算出動力電池包內(nèi)連接電阻綜合值Re的方法，實現(xiàn)對動力電池內(nèi)連接電阻的檢測，該檢測方法的步驟如下:
[0027]第一，測算所有電池模組10的內(nèi)連接電阻綜合值Rci:
[0028]由于電壓采樣系統(tǒng)30的采樣線32連接在電池模組10內(nèi)的連接路線14上，其采樣值包含了一部分模組內(nèi)連接電阻的電壓降，因此，模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci無法采用直流電阻測算出，而只能采用交流電阻測算，其具體步驟為:
[0029]I)在電池模組10裝配前，利用測試設(shè)備測試各個單體電池12的交流電阻Z1、Z2、Z3…；所使用的測試設(shè)備為交流阻抗測試設(shè)備，如交流內(nèi)阻儀器或其它可以測試電池交流內(nèi)阻值的儀器；
[0030]2)在電池模組裝配后、電池包組裝前，通過交流阻抗測試設(shè)備測試得到每一電池模組10的交流電阻Zm ;對電池模組10的測試條件需確保和單體電池12的測試條件一致，包括溫度、荷電狀態(tài)等；
[0031]3)根據(jù)單體電池12的實際串并聯(lián)關(guān)系計算出各個電池模組10內(nèi)所有單體電池12的交流電阻綜合值Zt，其中，電池單體12串聯(lián)時使用公式Zt = Z1+Z2+Z3…計算Zt，并聯(lián)時使用公式1/Zt = 1/Z1+1/Z2+1/Z3…計算Zt，串并混聯(lián)時根據(jù)實際情況選擇計算公式；然后再利用公式Rcit = Zm-Zt計算出單個電池模組的內(nèi)連接電阻綜合值Rcit ；
[0032]4)根據(jù)各個電池模組10的實際串并聯(lián)關(guān)系計算出所有電池模組10的內(nèi)連接電阻綜合值Rci，其中，電池模組10串聯(lián)時使用公式Rci = Rcil+Rci2+Rci3…計算Rci，并聯(lián)時使用公式1/Rci = 1/Rcil+1/Rci2+1/Rci3…計算Rci,串并混聯(lián)時根據(jù)實際情況選擇計算公式；
[0033]第二，測算所有模組間連接電阻綜合值Rco:
[0034]對于模組間連接電阻Rco來說，由于電池模組10間的連接路線20列在電壓采樣線32之外，因此模組間連接電阻Rco可以采用直流電阻測算，其具體步驟為:
[0035]I)電池包組裝好后，使用電池包測試設(shè)備對電池包進行電流為1、時間為t的恒流放電，利用現(xiàn)有電壓采樣系統(tǒng)30的采樣線32，對每一電池模組10的所有單體電池12放電前后電壓采樣得到W、Ut，利用公式Dl = (UO-Ut)/I計算出單個電池模組10的直流電阻D1、D2、D3...，并利用公式計算出所有電池模組10的直流電阻綜合值Dt——電池模組10串聯(lián)時利用公式Dt = D1+D2+D3…計算Dt，并聯(lián)時利用公式1/Dt = 1/D1+1/D2+1/D3計算Dt，串并混聯(lián)時根據(jù)實際情況選擇計算公式；此處的測試設(shè)備為恒流放電測試設(shè)備，其可以對電池包進行恒流放電并記錄電壓和電流；
[0036]2)同理，測得整個電池包放電前后的電壓分別為UpO、Upt,即可利用公式Dp =(UpO-Upt)/I計算出整個電池包的直流電阻Dp ；
[0037]3)利用公式Rco = Dp-Dt計算出所有模組間連接電阻綜合值Rco ；
[0038]第三，利用公式Re = Rci+Rco，計算出動力電池包內(nèi)連接電阻綜合值Re。
[0039]利用本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法能有效篩選出電池包異常電芯或異常模組，同時對電池包的連接電阻進行批量統(tǒng)計比較能有效地剔除不良品和連接失效壞品，提高了產(chǎn)品的可靠性，降低了維修頻率和成本。利用該檢測方法測算出每個電池或每個模組的連接電阻，通過對測算出的電阻值進行統(tǒng)計分布分析，找到離散的異常電阻值，即可以確定出連接不良或失效品；對于數(shù)量少、不適用統(tǒng)計的電阻值可通過與前期測算的歷史數(shù)據(jù)分布進行比較，在歷史數(shù)據(jù)分布范圍之外即可確定出連接不良或失效品，為電池包產(chǎn)品的壽命預(yù)測、失效定位以及預(yù)防和預(yù)測電阻增加造成的局部溫度過高安全事故，提供有利的支持。
[0040]通過以上描述可知，本發(fā)明動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法借助電池包原有的電壓采樣系統(tǒng)30檢測電池包內(nèi)連接電阻，因此不需要另外在電池包中增加額外的電壓監(jiān)測線，也就不會對電池包進行任何機械或電性能方面的破壞。另外，本發(fā)明的檢測方法不僅簡單便捷，而且能有效地將電池包的模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco分別測算出來，有利于定位電池包內(nèi)各部分連接線路的健康狀況，并且測算結(jié)果可為電池包內(nèi)連接件的設(shè)計、電性能好壞和健康狀況的判斷提供支持。
[0041]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在電池模組裝配前，使用測試設(shè)備測試各個單體電池的交流內(nèi)阻Zi； 2)在電池模組裝配后、電池包組裝前，使用測試設(shè)備測試各個電池模組的交流內(nèi)阻Zm,并利用Zi計算出各個電池模組內(nèi)所有單體電池的交流內(nèi)阻綜合值Zt，再利用Zt和Zm計算出所有電池模組內(nèi)連接電阻的綜合值Rci ； 3)電池包組裝好后，使用測試設(shè)備對動力電池包進行恒流放電，測算出電池包內(nèi)各個電池模組的直流電阻Di以及整個電池包的直流電阻Dp，并利用Di和Dp計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco ； 4)利用模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco，通過公式Re=Rci+Rco，計算出電池包內(nèi)連接電阻綜合值Re ； 5)利用電池包內(nèi)連接電阻綜合值Re對動力電池包內(nèi)連接電阻進行評估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟2)中Zt的計算是根據(jù)單個電池模組中各個單體電池之間的串并聯(lián)關(guān)系利用Zi來計算的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟2)中利用Zt和Zm計算模組內(nèi)連接電阻綜合值Rci的步驟為:先利用公式Rcit = Zm-Zt計算出單個電池模組內(nèi)連接電阻綜合值Rcit，再根據(jù)各電池模組之間的串并聯(lián)關(guān)系、利用Rcit計算出所有電池模組內(nèi)連接電阻綜合值Re i。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟3)中利用Di和Dp計算所有模組間連接電阻Rco的步驟為:先利用各個電池模組的直流電阻D1、按各個電池模組之間的串并聯(lián)關(guān)系計算得到所有電池模組的直流電阻綜合值Dt，再利用公式Rco = Dp-Dt計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟3)中電池包的直流電阻Dp以及單個電池模組的直流電阻Di的算法為恒流放電前后的電壓差值除以放電電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述每一電池模組由多個單體電池串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)而成，電池模組內(nèi)單體電池之間的連接路線上連接有電壓采樣線；單個電池模組恒流放電前后的電壓值是通過電壓采樣線對其內(nèi)所有單體電池放電前后電壓進行采樣而得到的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟I)、2)的測試設(shè)備為相同的交流阻抗測試設(shè)備，且步驟I)、2)的測試條件需保持一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟3)的測試設(shè)備為恒流放電測試設(shè)備，其可以對電池包進行恒流放電并記錄電壓和電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池包內(nèi)連接電阻檢測方法，其特征在于，所述電池包為多個電池模組串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)而成，電池包中設(shè)有電流和電壓采樣系統(tǒng)。
【文檔編號】G01R27/14GK104237643SQ201410429798
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】劉凱, 陳玲, 曾佳佳, 姬宇, 蔡毅 申請人:寧德時代新能源科技有限公司