一种动力电池组一致性检测装置及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种动力电池组一致性检测装置及设备，属于动力电池技术领 域。
【背景技术】
[0002] 由于动力电池容量和端电压的限制，在电动车辆采用的动力电池应用中通常需要 多个电池进行串联、并联组合来达到较高的电压和较大的容量。而由于电池特性的高度非 线性，同时电池组中众多电池之间存在制造工艺、材质、使用环境、连接方式等差异，单个电 池之间存在容量、端电压和内阻的不一致在所难免。因此电动汽车动力电池组在长期的充 放电过程中，由于电池组内各单体电池间充电接受能力的差异、自放电率的差异、容量衰减 速率的差异，可能会导致各电芯在充放电时的实时电压分配不均，呈发散趋势，容易造成电 池组内部电池离散性加大，个别电池性能衰减加剧，从而导致整组电池失效，因此将影响整 个电池系统的可靠性。
[0003] 为解决上述问题，当前的电池管理系统均衡设计大多数都是通过单体压差来判断 电池的不一致性，由于单体压差只能反映整个电池组中最高单体电压与最低单体电压的差 值，无法反映所有单体电压的分布情况，导致对一致性判断较片面，判断结果也不准确。动 力电池组的一致性检测直接影响到电池组的使用性能，并且是电池均衡控制的理论基础， 因此如何对成组后的动力电池组进行一致性检测是电池成组应用技术中需要解决的主要 问题。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型为解决现有的电池管理技术存在的只能反映整个电池组中最高单体 电压与最低单体电压的差值，无法反映所有单体电压的分布情况的问题，进而提出了一种 动力电池组一致性检测装置及设备。本实用新型提出的技术方案包括：
[0005] 一种动力电池组一致性检测装置，所述动力电池组由多个电池单体串及/或并联 组成，并通过采样线束与电池管理装置连接，所述电池管理装置用于控制所述动力电池组 充电或放电，所述装置包括：
[0006] 数据获取单元，用于在荷电状态SOC为100%的动力电池组的放电过程中，每隔预 定百分数的SOC获取所述动力电池组中每个电池单体的极端电压偏差和极端电压相对偏 差中的任意一种以及每个电池单体的电压标准差；
[0007] 检测单元，将所述每个电池单体的极端电压偏差和极端电压相对偏差中的任意一 种以及每个电池单体的电压标准差与阈值进行比较以对所述动力电池组的一致性进行检 测。
[0008] 本实用新型所述的动力电池组一致性检测装置的数据获取单元还用于在SOC为 100%的动力电池组的放电过程中，每隔预定百分数的SOC获取所述动力电池组中每个电 池单体的电压变异系数。
[0009] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测装置中，所述装置还包括电池控制单 元，所述电池控制单元包括：
[0010] 放电子单元，用于通过放电装置对所述动力电池组按预定放电倍率进行恒流放 电，直至达到所述电池管理装置自动终止放电，静止预定时间；
[0011] 充电子单元，用于通过充电装置对所述动力电池组按预定充电倍率进行恒流充 电，当总电压达到预定值时变为恒压充电，当充电倍率降为预定充电值时充电终止，所述电 池管理装置将所述动力电池组的SOC修正为100%。
[0012] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测装置中，所述电池控制单元还用于在 所述动力电池组的充放电过程中，若某个电池单体的参数超过阈值，停止对该电池单体的 能量供给。
[0013] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测装置中，在所述数据获取单元中包 括：
[0014] 采集子单元，用于采集所述动力电池组的总电压、总电流、所有单体电池的电压、 所有采样点的温度；
[0015] SOC估算子单元，用于通过电流积分和相电压稳态修正实时估算SOC值，并对所述 估算的SOC值进行修正；
[0016] 计算子模块，用于根据所述动力电池组电压的特性参数，计算预定百分数的SOC 状态下的所述动力电池组电压标准差、电压变异系数、极端电压偏差和极端电压相对偏差。
[0017] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测装置中，所述装置还包括：
[0018] 存储单元，用于存储所述动力电池组在预设SOC状态下的电压标准差、电压变异 系数、极端电压偏差和极端电压相对偏差等参数。
[0019] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测装置中，所述装置还包括：
[0020] 通信单元，用于通过采样线束连接所述动力电池组和所述电池管理装置。
[0021] 一种动力电池组一致性检测设备，包括检测装置和电源管理装置；所述电源管理 装置包括用于检测动力电池组充放电状态的充/放电测试仪、用于控制充/放电测试仪和 充/放电机的控制单元以及用于对动力电池组执行充放电操作的充/放电机；所述电源管 理装置通过总线与所述检测装置连接，所述检测装置用于在荷电状态SOC为100 %的动力 电池组的放电过程中，每隔预定百分数的SOC获取所述动力电池组中每个电池单体的极端 电压偏差和极端电压相对偏差中的任意一种以及每个电池单体的电压标准差，并将每个电 池单体的极端电压偏差和极端电压相对偏差中的任意一种以及每个电池单体的电压标准 差与阈值进行比较以对所述动力电池组的一致性进行检测。
[0022] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测设备中，所述检测装置包括：
[0023] 采集子单元，用于采集所述动力电池组的总电压、总电流、所有单体电池的电压、 所有采样点的温度；
[0024] SOC估算子单元，用于通过电流积分和相电压稳态修正实时估算SOC值，并对所述 估算的SOC值进行修正；
[0025] 计算子模块，用于根据所述动力电池组电压的特性参数，计算预定百分数的SOC 状态下的所述动力电池组电压标准差、电压变异系数、极端电压偏差和极端电压相对偏差。
[0026] 在本实用新型所述的动力电池组一致性检测设备中，所述检测装置还包括：
[0027] 放电子单元，用于通过放电装置对所述动力电池组按预定放电倍率进行恒流放 电，直至达到所述电池管理装置自动终止放电，静止预定时间；
[0028] 充电子单元，用于通过充电装置对所述动力电池组按预定充电倍率进行恒流充 电，当总电压达到预定值时变为恒压充电，当充电倍率降为预定充电值时充电终止，所述电 池管理装置将所述动力电池组的SOC修正为100%。
[0029] 本实用新型的有益效果是：通过获取所述动力电池组中每个电池单体的极端电压 偏差和极端电压相对偏差中的任意一种以及每个电池单体的电压标准差作为参数，从而能 够有效地表示电池之间的内在差异，再将相应参数与阈值进行比较以对所述动力电池组的 一致性进行检测，具有操作简单方便、检测过程稳定可靠以及评判结果准确性较高的特点。
【附图说明】
[0030] 图1以示例的方式示出了动力电池组一致性检测装置的结构图。
[0031] 图2以示例的方式示出了动力电池组一致性检测设备的详细结构图。
[0032] 图3以示例的方式示出了实施例一中的动力电池组电压标准差与变异系数的坐 标图，其中的横坐标表示SOC值，左侧纵坐标和"?"表示电压标准差，右侧纵坐标和" □"表 示离散系数。
[0033] 图4以示例的方式示出了实施例一中的动力电池组极端单体电压偏差的坐标图， 其中的横坐标表示SOC值，左侧纵坐标和"▲"表示极端电压正偏差（单位为mV)，右侧纵坐 标和" □"表示极端电压负偏差（单位为mV)。
[0034] 图5以示例的方式示出了实施例一中的动力电池组极端单体电压相对偏差的坐 标图，其中的横坐标表示SOC值，左侧纵坐标和"▲"表示极端电压相对正偏差（单位为mV)， 右侧纵坐标和" □"表示极端电压相对负偏差（单位为mV)。
[0035] 图6以示例的方式示出了实施例二中的动力电池组电压标准差与变异系数的坐 标图，其中的横坐标表示SOC值，左侧纵坐标和"?"表示电压标准差，右侧纵坐标和" □"表