一种动力电池组故障诊断及维修方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动力电池组故障诊断及维修方法，属于车用动力电池组技术领域。
【背景技术】
[0002]动力电池组需要几十个或几百个电池单体串联成组才能提供足够大的功率，满足车辆的需要。由于电池单体的不一致性，电池组中性能最差的单体直接影响电池组的容量和剩余能量，并决定了整个电池组的使用性能和寿命。电池的不一致性，主要是由于制造和使用过程中各电池单体的荷电状态S0C、容量、内阻、自放电率等不一致造成的。
[0003]电池组中某一单体出现故障将直接导致续航里程的下降甚至不能使用，准确可靠地对动力电池组进行故障诊断并相应地采取维修措施是电动汽车正常使用的保证。真正影响车辆续航里程的是电池容量及其一致性，目前，在进行动力电池组故障诊断时，通常先建立电池组荷电状态(SOC)与电池电压的对应关系，然后根据电池组的单体压差来进行故障诊断，该方法尽管比较便捷，但可靠性较差。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决上述技术问题，提供一种有效、可靠的电池组故障诊断及维修方法。具体技术方案如下:
一种动力电池组故障诊断及维修方法，动力电池组由若干个电池单体串联而成，其故障诊断及维修方法包括以下步骤:
S1:获取电池组中各电池单体的容量和剩余容量；
S2:当电池单体的容量小于设定的第一故障预警阈值时，则判断电池单体存在故障，更换电池单体；
S3:当某一电池单体的剩余容量与所有单体的剩余容量均值之差在充电后大于等于零时，则进行步骤S4a，否则进行步骤S4b ;
S4a:当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值之差大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体；
S4b:当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值的绝对值较大者大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体，否则均衡电池单体。
[0005]优选的，所述电池单体的容量和剩余容量根据电池单体的充放电倍率要求直接测量，或者根据电池单体的内阻、车辆运行时间、车辆运行里程对照电池单体的日历寿命和循环寿命衰减曲线估算确定。
[0006]优选的，第一故障预警阈值和第二故障预警阈值根据电池组的维保周期和使用条件确定。
[0007]优选的，动力电池组的维保周期依据车辆运行时间或行驶里程设定，其中依据运行时间设定的维保周期为3个月至12个月，依据行驶里程设定的维保周期为5000公里至20000公里。
[0008]优选的，电池组的使用条件包括电池单体的充放电倍率、荷电态使用区间、使用环境温度、寿命终止容量、日历寿命、循环寿命。
[0009]优选的，所述第二故障预警阈值不超过电池单体初始容量与使用要求的最低容量之差。
[0010]优选的，所述均衡是指对某一电池单体进行充电或放电使其剩余容量与所有单体的剩余容量基本一致。
[0011]本发明的有益效果:本发明可以实现动力电池组故障的可靠诊断，减少电池组故障的误判，并提供有效的维修方法，避免电池组不必要的反复维修，节约维修成本。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例的故障诊断和维修方法流程图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本发明技术内容作进一步详细的【具体实施方式】描述。
[0014]如图1所示，为本发明实施例一种动力电池组故障诊断及维修方法的流程图，电池组由N个电池单体串联形成。故障诊断及维修方法步骤如下:
S1:获取电池组各电池单体的容量和剩余容量。可根据充放电倍率直接测量或根据电池单体的内阻、车辆运行时间和里程等数据估算。根据充放电倍率直接测量时，将电池单体与测试柜连接好，按要求设置好充放电倍率和电压电流截止条件并运行工步，工步结束时可直接读取出容量或剩余容量。估算时，先用内阻仪测出各电池单体的内阻并从数据记录中查得车辆运行时间和里程，对照电池单体的日历寿命和循环寿命衰减曲线估算确定出电池单体容量或剩余容量，运行时间和里程的单位分别为“月”和“公里”。
[0015]S2:当电池单体的容量小于设定的第一故障预警阈值时，则判断电池单体存在故障，更换电池单体，否则执行步骤S3。需要说明的是，设定的第一故预警障阈值是根据电池组的维保周期和使用条件确定的。所述电池组的维保周期依据运行时间设定为3个月至12个月，依据行驶里程设定的维保周期为5000公里至20000公里。所述电池组的使用条件主要包括电池单体的充放电倍率、荷电状态使用区间、使用环境温度、寿命终止容量、日历寿命和循环寿命等。实际使用中，本领域技术人员可以根据相应电池组情况进行调整。更换电池单体时，根据电压、内阻、容量需要挑选出合适电池单体更换故障电池单体，更换后按电池组产品出厂要求进行检查。
[0016]S3:当某一电池单体的剩余容量与所有单体的剩余容量均值之差在充电后大于等于零时，则进行步骤S4a，否则进行步骤S4b。
[0017]S4a:当充电后剩余容量差值与放电后剩余差值之差大于设定第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体。需要说明的是，设定的第二故预警障阈值也是根据电池组的维保周期和使用条件确定的且不超过电池单体初始容量与使用要求的最低容量之差。更换电池单体时，根据电压、内阻、容量需要挑选出合适电池单体更换故障电池单体，更换后按电池组产品出厂要求进行检查。
[0018]S4b:当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值的绝对值中较大者大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体，否则均衡电池单体。更换电池单体时，根据电压、内阻、容量需要挑选出合适电池单体更换故障电池单体，更换后按电池组产品出厂要求进行检查。这里均衡是指对某一电池单体进行充电或放电使其剩余容量与所有单体的剩余容量基本一致。均衡电池单体时，将电池单体与均衡仪连接，经过一段时间可使电池单体容量基本一致。均衡结束可根据均衡电流和时间判断均衡是否达到要求。
【主权项】
1.一种动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，动力电池组由若干个电池单体串联而成，其故障诊断及维修方法包括以下步骤: S1:获取电池组中各电池单体的容量和剩余容量； S2:当电池单体的容量小于设定的第一故障预警阈值时，则判断电池单体存在故障，更换电池单体； S3:当某一电池单体的剩余容量与所有单体的剩余容量均值之差在充电后大于等于零时，则进行步骤S4a，否则进行步骤S4b ; S4a:当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值之差大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体； S4b:当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值的绝对值较大者大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体，否则均衡电池单体。2.根据权利要求1所述的动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，所述电池单体的容量和剩余容量根据电池单体的充放电倍率要求直接测量，或者根据电池单体的内阻、车辆运行时间、车辆运行里程对照电池单体的日历寿命和循环寿命衰减曲线估算确定。3.根据权利要求1所述的动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，第一故障预警阈值和第二故障预警阈值根据电池组的维保周期和使用条件确定。4.根据权利要求3所述的动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，动力电池组的维保周期依据车辆运行时间或行驶里程设定，其中依据运行时间设定的维保周期为3个月至12个月，依据行驶里程设定的维保周期为5000公里至20000公里。5.根据权利要求3所述的动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，电池组的使用条件包括电池单体的充放电倍率、荷电态使用区间、使用环境温度、寿命终止容量、日历寿命、循环寿命。6.根据权利要求1所述的动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，所述第二故障预警阈值不超过电池单体初始容量与使用要求的最低容量之差。7.根据权利要求1所述的动力电池组故障诊断及维修方法，其特征在于，所述均衡是指对某一电池单体进行充电或放电使其剩余容量与其余单体的剩余容量一致。
【专利摘要】本发明提供一种动力电池组故障诊断及维修方法。动力电池组由N个电池单体串联形成。包括：S1：获取动力电池组各电池单体容量和剩余容量；S2：当电池单体的容量小于设定的第一故障预警阈值时，则判断电池单体存在故障，更换电池单体；S3：某一电池单体的剩余容量与所有单体的剩余容量均值之差在充电后大于等于零时，则进行步骤S4a，否则进行步骤S4b；S4a：当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值之差大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体；S4b:当充电后剩余容量差值与放电后剩余容量差值的绝对值较大者大于设定的第二故障预警阈值时，则判断电池单体故障，更换电池单体，否则均衡电池单体。本发明可以实现动力电池组故障的可靠诊断，减少电池组故障的误判，并提供有效的维修方法，避免电池组不必要的反复维修，节约维修成本。
【IPC分类】H01M10/42
【公开号】CN104916875
【申请号】CN201510189071
【发明人】贺狄龙, 汪平, 张良新, 刘小昌
【申请人】合肥国轩高科动力能源股份公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月21日