专利名称：一种锂离子动力电池包故障诊断装置及其诊断方法
技术领域：
本发明属于锂离子动力电池制造及检测技术领域，特别涉及到锂离子动力电池包故障诊断装置及其诊断方法。
背景技术：
锂离子动力电池具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点， 已经开始作为动力源应用于电动汽车领域。单个的锂离子动力电池包是由数个单体电池或电池模块串联配组而成，经配组的单体电池组成电池包后，各个单体电池之间仍然存在性能差异，这些差异在电池的长期运行过程中会不同程度地产生新的差异。例如个别电池性能明显下降，严重影响电池组性能，甚至造成事故；另外，单体电池的性能下降会降低电池包的SOC (荷电状态)，性能差的一个单体电池的电量决定了整个电池组的荷电状态，性能落后的单体电池可能会使整个电池组提前终止放电。若在电池包出厂后再进行维修、更换的话，其费用会大大提高，并且也会给客户带来不便，因而需要配备电池包诊断系统，以实现电池性能故障的早期诊断。
发明内容
本发明的目的是提出一种实现电池包性能故障早期诊断的锂离子动力电池包故障诊断装置及其诊断方法。本发明的锂离子动力电池包故障诊断装置包括用于采集电池包中每个单体电池电压的电压采集单元、用于采集电池包中每个单体电池温度的温度采集单元和诊断单元， 所述诊断单元分别与电压采集单元、温度采集单元相连。具体来说，所述诊断单元为连接有显示器和打印机的计算机；所述电压采集单元由电压采集线、第一模数转换电路组成，所述第一模数转换电路的输入端通过电压采集线与电池包内每个电池单体正、负极相连，第一模数转换电路的输出端与诊断单元相连；所述温度采集单元由温度传感器、第二模数转换电路组成，所述第二模数转换电路的输入端与紧贴于电池包内每个电池单体表面的温度传感器相连，第二模数转换电路的输出端与诊断单元相连。上锂离子动力电池包故障诊断装置的诊断方法，在对电池包进行静置、充电及放电的过程中，诊断单元通过电压采集单元采集单体电池的电压数据，通过温度采集单元采集单体电池的温度数据，并根据上述电压数据和温度数据来判断电池包内各个单体电池的故障情况，关键在于包括如下步骤
A 在电池包不带负载的情况下，若某单体电池的电压低于下限值V-low，则诊断单元判断该单体电池为损坏或采集故障；
B:若某单体电池在电池包静置时电压下降速度高于预定速度，则诊断单元判断该单体为自放电快故障；
C:若某单体电池在电池包放电过程中，其温度高于平均温度，则诊断单元判断该单体电池为内阻过大故障。D 若某单体电池在电池包充电后其电压比平均电压高，在电池包放电后其电压比平均电压低，则诊断单元判断该单体电池为内阻过大故障。E 若某单体电池在电池包放电时其电压下降速度比平均电压下降速度快，在电池包充电时其电压上升速度比平均电压上升速度快，则诊断单元判断该单体电池为容量变小故障。F 若某单体电池在电池包放电时，在放电深度为15%到95%的区间内其电压处在放电平台上，但其电压比平均电压低，则诊断单元判断该单体电池为充电不足故障。本发明的锂离子动力电池包故障诊断装置及其诊断方法能够在电池包两个全充全放周期后即实现电池包性能故障的早期诊断，指示操作人员及时更换性能不合格的单体电池，从而保证出厂的电池包的质量，增加电动车电池组的续驶里程及无故障工作时间，使维护工作量降到最低，保证电动车能够可靠运行。
图1是本发明的锂离子动力电池包故障诊断装置的原理图。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。实施例1
如图1所示，本实施例的锂离子动力电池包故障诊断装置包括用于采集电池包中每个单体电池电压的电压采集单元1、用于采集电池包中每个单体电池温度的温度采集单元2 和诊断单元3，所述诊断单元3分别与电压采集单元1、温度采集单元2相连。具体来说，诊断单元1为连接有显示器和打印机的计算机；电压采集单元2由电压采集线、第一模数转换电路组成，第一模数转换电路的输入端通过电压采集线与电池包内每个电池单体正、负极相连，第一模数转换电路的输出端与诊断单元3相连；温度采集单元 2由温度传感器、第二模数转换电路组成，第二模数转换电路的输入端与紧贴于电池包内每个电池单体表面的温度传感器相连，第二模数转换电路的输出端与诊断单元3相连(电池包及电池单体在图中未画出)。诊断过程利用内置于计算机的诊断软件自动进行，诊断软件包括电池属性记录模块、单体电池信息记录模块、故障判断模块和报告输出模块，其中
电池属性记录模块用于记录在测电池的出厂厂家、出厂日期、生产批次、标称容量，标称电压等信息；
单体电池信息记录模块用于记录实时采集的每个单体电池的电压、温度信息； 故障判断模块根据诊断方法判断出具体的电池故障；
报告输出模块用于在诊断完毕后向显示器及打印机输出诊断报告，供操作人员查看及记录。上锂离子动力电池包故障诊断装置的诊断方法是在对电池包进行静置、充电及放电的过程中，诊断单元3通过电压采集单元1采集单体电池的电压数据，通过温度采集单元3采集单体电池的温度数据，并根据上述电压数据和温度数据来判断电池包内各个单体电池的故障情况，具体包括如下步骤
A 在电池包不带负载的情况下，若某单体电池的电压低于下限值V-low，则诊断单元判断该单体电池为损坏或采集故障；
B:若某单体电池在电池包静置时电压下降速度高于预定速度，则诊断单元判断该单体为自放电快故障；
C:若某单体电池在电池包放电过程中，其温度高于平均温度，则诊断单元判断该单体电池为内阻过大故障。D 若某单体电池在电池包充电后其电压比平均电压高，在电池包放电后其电压比平均电压低，则诊断单元判断该单体电池为内阻过大故障。E 若某单体电池在电池包放电时其电压下降速度比平均电压下降速度快，在电池包充电时其电压上升速度比平均电压上升速度快，则诊断单元判断该单体电池为容量变小故障。F 若某单体电池在电池包放电时，在放电深度为15%到95%的区间内其电压处在放电平台上，但其电压比平均电压低，则诊断单元判断该单体电池为充电不足故障。
权利要求
1.一种锂离子动力电池包故障诊断装置，其特征在于包括用于采集电池包中每个单体电池电压的电压采集单元、用于采集电池包中每个单体电池温度的温度采集单元和诊断单元，所述诊断单元分别与电压采集单元、温度采集单元相连。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池包故障诊断装置，其特征在于所述诊断单元为连接有显示器和打印机的计算机。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池包故障诊断装置，其特征在于所述电压采集单元由电压采集线、第一模数转换电路组成，所述第一模数转换电路的输入端通过电压采集线与电池包内每个电池单体正、负极相连，第一模数转换电路的输出端与诊断单元相连。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池包故障诊断装置，其特征在于所述温度采集单元由温度传感器、第二模数转换电路组成，所述第二模数转换电路的输入端与紧贴于电池包内每个电池单体表面的温度传感器相连，第二模数转换电路的输出端与诊断单元相连。
5.根据权利要求1所述的锂离子动力电池包故障诊断装置的诊断方法，在对电池包进行静置、充电及放电的过程中，诊断单元通过电压采集单元采集单体电池的电压数据，通过温度采集单元采集单体电池的温度数据，并根据上述电压数据和温度数据来判断电池包内各个单体电池的故障情况，其特征在于包括如下步骤:A 在电池包不带负载的情况下，若某单体电池的电压低于下限值V-low，则诊断单元判断该单体电池为损坏或采集故障；B 若某单体电池在电池包静置时电压下降速度高于预定速度，则诊断单元判断该单体为自放电快故障；C 若某单体电池在电池包放电过程中，其温度高于平均温度，则诊断单元判断该单体电池为内阻过大故障。
6.根据权利要求5所述的锂离子动力电池包故障诊断装置的诊断方法，其特征在于还包括如下步骤D 若某单体电池在电池包充电后其电压比平均电压高，在电池包放电后其电压比平均电压低，则诊断单元判断该单体电池为内阻过大故障。
7.根据权利要求5或6所述的锂离子动力电池包故障诊断装置的诊断方法，其特征在于还包括如下步骤E 若某单体电池在电池包放电时其电压下降速度比平均电压下降速度快，在电池包充电时其电压上升速度比平均电压上升速度快，则诊断单元判断该单体电池为容量变小故障。
8.根据权利要求5或6所述的锂离子动力电池包故障诊断装置的诊断方法，其特征在于还包括如下步骤F 若某单体电池在电池包放电时，在放电深度为15%到95%的区间内其电压处在放电平台上，但其电压比平均电压低，则诊断单元判断该单体电池为充电不足故障。
全文摘要
本发明提出了一种实现电池包性能故障早期诊断的锂离子动力电池包故障诊断装置及其诊断方法。该锂离子动力电池包故障诊断装置包括电压采集单元、温度采集单元和诊断单元，诊断单元分别与电压采集单元、温度采集单元相连。在对电池包进行静置、充电及放电的过程中，诊断单元通过电压采集单元采集单体电池的电压数据，通过温度采集单元采集单体电池的温度数据，并根据上述电压数据和温度数据来判断电池包内各个单体电池的故障情况。本发明能够在电池包两个全充全放周期后即实现电池包性能故障的早期诊断，指示操作人员及时更换性能不合格的单体电池，从而保证出厂的电池包的质量，使电动车能够可靠运行，使后期的电池维护工作量降到最低。
文档编号G01R31/36GK102230954SQ20111016858
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者姚大庆 申请人:奇瑞汽车股份有限公司