一种快速筛选退役蓄电池的系统和方法与流程

本发明涉及一种退役蓄电池的检测系统，具体涉及一种快速筛选退役蓄电池的系统。

背景技术：

伴随着电动汽车的快速发展，电动车用蓄电池的规模也日渐扩大，但由于电动汽车对蓄电池的性能要求较高，当蓄电池的性能下降到一定程度后(容量衰减到额定容量的70-80％)，为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和运行过程中的安全性能，就必须对其进行更换。从电动汽车上退役下来的蓄电池，仍具有较高的剩余容量，这些电池经过筛选和重新配组，有可能应用于工况相对良好、对电池性能要求相对较低的场合，实现退役蓄电池的梯次利用。

蓄电池经过了在电动汽车上的长期使用后,电池的性能明显衰退，有的蓄电池可能已经不再具备梯次利用的价值。因此，对于退役的蓄电池，需要重新进行检测，以确定其是否具备梯次利用的可能性。对于具备梯次利用可能性的蓄电池，单体应用往往是不够的，还需要进行串并联组合。蓄电池重组时，要求蓄电池的性能尽可能保持一致。因此需要蓄电池检测系统具备对检测出的蓄电池进行重新配组的功能。现有的蓄电池检测装置主要有：蓄电池充放电仪、蓄电池开路电压测试仪、定频蓄电池交流内阻测试仪和交流阻抗测试仪。蓄电池充放电仪通常是以电池容量的1/3C倍率，对电池进行3次的充放电循环，这样一支电池测试下来，就需要将近一天的时间，效率偏低，不能满足退役蓄电池检测现场快速检测的要求；蓄电池开路电压测试仪只测试电池的电压，没有将开路电压和电池的荷电状态关联起来，也就不能反映电池是否存在自放电率高或内部微短路的情况，而这两种电池都很有可能造成电池在使用过程中的安全事故，不能判断出蓄电池是否具备次利用的可能性；定频蓄电池交流内阻测试仪通常是测量电池在1000Hz时的内阻，由于电池内部的电化学反应是一个连续的过程，某一频点的交流内阻只能反映电池内部某一段的电化学反应过程，不能很全面的反映电池内阻的情况，对于退役的蓄电池是否具有梯次利用的价值判断不准确；交流阻抗测试仪是从高频到低频对电池进行扫描，一个扫描过程，通常需要几十分钟的时间，不满足工程应用现场快速检测的要求，并且扫描设备也很昂贵，操作复杂，需要进行专业培训，这也就增加了检测的成本。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种快速筛选退役蓄电池的系统和方法，可准确、高效、方便、低成本地淘汰明显不具备梯次利用价值的电池，大大提高了蓄电池检测和筛选效率，并且减低了成本。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种快速筛选退役蓄电池的系统，所述系统包括：测试仪、管理平台、智能客户端和微型打印机；所述测试仪通过无线通信方式与所述管理平台和所述智能客户端通信，所述智能客户端通过无线通信方式与所述管理平台和所述微型打印机通信。

优选的，所述测试仪用于根据退役蓄电池分选标准对电池进行测试和筛选分级，上传测试数据到所述管理平台；所述管理平台用于电池数据的存储和分析，设置蓄电池测试参数和分选标准，提出电池配组方案；所述智能客户端用于采集所述测试仪的测试数据并上传所述管理平台，完成电池数据查询、统计、参数下发操作、电子标签扫描；所述微型打印机用于打印测试电池的信息标签，包括分选标识、电池编号和电池参数，所述信息标签具有可粘贴特性。

优选的，所述测试仪测试电池开路电压和交流内阻，内阻测试频率在0～100Hz范围内；所述测试仪的测试频率和蓄电池分选标准由所述管理平台下发参数或由本地手动设置；所述测试仪带有存储单元，在无通信网络情况下，先将测试数据存储至所述存储单元，待有通信网络时上传至所述管理平台。

优选的，所述智能客户端还用于扫描读取电池上的电子标签、条形码或二维码，将电池的编码与测试数据相关联，并向电子标签写入信息。

优选的，所述管理平台存储其管理范围内的所有退役蓄电池的数据，包括电池编号、参数、位置、来源、分选类别、分类标准、配组信息，对电池数据进行分析、统计、生成报表。

优选的，所述管理平台根据电池梯次利用的要求以及所述测试仪传送来的电池数据，对管理范围内的所有可梯次利用的电池进行筛选、配组和调度管理。

优选的，一种快速筛选退役蓄电池的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

测试仪对电池进行测试，并将测试结果上报给管理平台；

根据测试结果进行电池分选；

管理平台对测试结果进行分析，筛选符合要求的电池，制定电池重新配组方案。

优选的，所述步骤(1)包括如下步骤：

步骤1-1、从批量退役蓄电池中抽取待测电池样品，对电池进行测试，获得不同测试频率下，电池内阻与电池剩余容量的关系曲线，以及开路电压与电池剩余容量的关系曲线；

步骤1-2、分析以上相关性曲线，找出电池内阻与电池剩余容量的相关性最强的频率点，作为该批次退役电池的测试频率；找出该频率下，使剩余容量满足梯次利用要求的相对应的电池内阻值，作为该批次退役电池的内阻分选标准；找出使剩余容量满足梯次利用要求的相对应的开路电压值，作为该批次退役电池的电压分选标准；

步骤1-3、将该批次电池的测试频率和分选标准输入到管理平台，以广播的形式下发给所有参加该批次电池测试的测试仪；

步骤1-4、使用测试仪对该批次蓄电池进行测试，获得蓄电池内阻和开路电压；

步骤1-5、测试仪将蓄电池内阻和开路电压与分选标准相比较，若两项都满足要求，则判定该电池为合格；否则，判定该电池为不合格；

步骤1-6、测试仪将电池测试数据和分选结果发送给智能客户端和管理平台。

优选的，所述步骤(2)包括如下步骤：

步骤2-1、将待测电池依次粘贴电子标签；

步骤2-2、完成电池测试后，测试仪将测试数据发送给智能客户端；

步骤2-3、智能客户端将测试数据与管理平台生成的电池统一编号自动匹配；

步骤2-4、智能客户端依次扫描电池的电子标签，将电池编号与测试结果写入电子标签；

步骤2-5、智能客户端向微型打印机发送打印命令，微型打印机根据测试结果打印信息标签，将标签依次粘贴在相应的电池上；

步骤2-6、智能客户端将电池的电子标签编号、测试数据和筛选结果发送至管理平台，管理平台将数据存入数据库。

根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下步骤：

步骤3-1、各充电场站对电池进行现场测试之后，将测试数据发送给管理平台，管理平台对数据进行存储和统计；

步骤3-2、管理平台按照电池梯次利用的需求，根据包括蓄电池的站址、型号、参数、使用年限的条件，初步筛选出符合梯次利用要求的电池；

步骤3-3、对初步筛选出的梯次利用电池进行进一步测试，测试数据上传管理平台，管理平台根据测试结果剔除有问题的电池；

步骤3-4、通过管理平台选择参数相近的电池进行重新配组，生成配组方案；

步骤3-5、通过管理平台下发电池配组方案，将电池重新配组后，发送给各电池梯次利用用户。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明大大提高了蓄电池检测和筛选效率，并且减低了成本。通过蓄电池检测系统可准确、高效、方便、低成本地淘汰明显不具备梯次利用价值的电池，并且适合大规模蓄电池梯次利用的现场检测应用，填补了大规模蓄电池梯次利用现场蓄电池检测系统的空白。

附图说明

图1是本发明提供的一种快速筛选退役蓄电池的系统的示意图

图2是本发明提供的一种快速筛选退役蓄电池的方法的流程图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所述的快速筛选退役蓄电池的系统包括：测试仪，管理平台，手机客户端，辅助设备有微型打印机。

(1)测试仪：测试仪在蓄电池存放现场快速测量蓄电池电压、内阻等参数，根据退役蓄电池分选标准对电池进行筛选分级。测试仪具有以下特点：

1)测试仪测试电池开路电压和交流内阻，内阻测试频率在0～100Hz范围内可调；

2)测试频率和分选标准可以由管理平台下发参数设置，也可以本地手动设置；

3)测试仪通过GPRS、Wifi等通信方式与手机客户端、管理平台相连，接收管理平台下发的参数，上传电池测试数据。

(2)管理平台：管理平台服务器存储其管理范围内的所有退役蓄电池的数据，包括电池编号、参数、位置、来源、分选类别、分类标准、配组信息等。管理平台根据电池梯次利用的要求以及测试仪上传的电池数据，对管理范围内的所有可梯次利用的电池进行筛选、配组和调度管理。具有权限的管理人员可以通过互联网登陆平台，对退役蓄电池进行管理，实现电池数据查询、统计、电池配组、报表打印等操作。

(3)手机客户端：手机客户端通过GPRS、Wifi等通信方式与管理平台相连，获取管理平台生成的电池统一编号。同时通过无线通信方式与测试仪相连，可以读取测试仪数据，下发参数；通过无线通信方式与微型打印机相连，可以将电池测试和筛选结果打印成可粘贴标识；通过扫描电池上的电子标签，将测试结果写入相应的电子标签，以便对电池进行全寿命管理。

(5)微型打印机：微型打印机可以打印可粘贴的标签。通过无线通信方式与手机客户端相连，每完成一组电池的测试后，手机客户端给微型打印机发送打印分类标签的命令。每一个标签对应一个电池，在标签上打印电池的ID号、分类标识、电池参数等信息(可选)，粘贴在电池上。分类标签是明显的可视化标识，便于操作人员快速识别电池分类，对电池进行下一步处理。

分类标识：电池经过筛选后分为若干类，例如：合格与不合格，或者1类、2类、3类……。为了便于区分，分类标识可以用颜色或者数字表示。

如图2所示，为一种快速筛选退役蓄电池的方法，具体步骤如下：

步骤1、测试仪对电池进行测试，并将测试结果上报给管理平台；

测试仪快速测量蓄电池电压、内阻等参数。为了提高电池诊断分选的准确度和快速性，测试仪采用可变频率测量电池交流内阻，原因如下：

一般来说，蓄电池的剩余容量越小，电池的内阻越大，开路电压越低。目前多数电池检测装置采用固定频率1kHz测量电池交流内阻。根据大量理论研究和试验结果证明，对于电池的剩余容量与电池交流内阻的相关性，当测试频率在低频率段(约0～100Hz之间)时较为敏感，因此1kHz定频测试电池内阻并不能准确的体现退役蓄电池的剩余容量情况。又因为对于不同类型和批次的电池，最敏感的测试频率会有所不同，因此做到测试频率可变和可调，就可以将测试仪的测试频率设定为该批次电池的最敏感频率，从而得到最准确的诊断结果。

具体的电池诊断方法如下：

1)抽样试验：从批量退役蓄电池中抽取待测电池样品，进行电池剩余容量、测试频率、电池内阻、开路电压的相关性测试，获得不同测试频率下，电池内阻与电池剩余容量的关系曲线，以及开路电压与电池剩余容量的关系曲线。

2)分析：分析以上相关性曲线，找出电池内阻与电池剩余容量的相关性最强的频率点，作为该批次退役电池的测试频率；找出该频率下，使剩余容量满足梯次利用要求的相对应的电池内阻值，作为该批次退役电池的内阻分选标准；找出使剩余容量满足梯次利用要求的相对应的开路电压值，作为该批次退役电池的电压分选标准。

3)下发参数：将该批次电池的测试频率和分选标准输入到管理平台，以广播的形式下发给所有参加该批次电池测试的测试仪。也可以通过手机客户端或手动对某一台测试仪进行设置。测试仪接受设置命令，调整自身测试频率，并设置内阻和电压分选标准。

4)测试：操作员使用测试仪对蓄电池进行测试，获得蓄电池内阻和开路电压。

5)诊断：测试仪将蓄电池内阻和开路电压与分选标准相比较，如果两项都满足要求，则判定该电池为合格；否则，判定该电池为不合格。

6)上传数据：测试仪将电池测试数据和分选结果通过GPRS、无线等通信方式发送给手机客户端和管理平台。

步骤2、根据测试结果进行电池分选；

蓄电池梯次利用现场有大量的蓄电池堆放，为了方便对蓄电池辨别，每个电池必须具有唯一编号；电池测试诊断之后，需要对电池进行分类处理。本发明由管理平台统一生成一组电池编号，下发至手机客户端，与电池测试数据自动匹配。通过扫描电子标签，手机客户端将电池编号与测试数据写入每个电池的电子标签。通过微型打印机打印分类标签，粘贴于蓄电池上实现可视化管理。

具体的电池分选方法如下：

1)给一组待测电池依次粘贴电子标签。(如果待测电池上已有电子标签，此步骤省略)

2)完成该组电池测试后，测试仪将测试数据发送给手机客户端。

3)手机客户端将测试数据与管理平台下发电池统一编号自动匹配。

4)手机客户端依次扫描该组电池的电子标签，将电池编号与测试结果写入电子标签。

5)手机客户端向微型打印机发送打印命令，微型打印机根据测试结果打印分类标签，将标签依次粘贴在相应的电池上。

6)手机客户端将本组电池的电子标签编号、测试数据和筛选结果发送至管理平台，管理平台将数据存入数据库。

步骤3、管理平台对测试结果进行分析，筛选符合要求的电池，制定电池重新配组方案。

管理平台接收不同充电场站的现场电池测试数据，对蓄电池测试数据进行分析，设置蓄电池筛选和配组标准，筛选出符合要求的蓄电池，制定电池重新配组方案，对各场站的梯次利用电池进行统一调度。

具体的电池重组方法如下：

1)各充电场站对电池进行现场测试之后，将测试数据发送给管理平台，管理平台对数据进行存储和统计。

2)管理平台按照电池梯次利用的需求，根据蓄电池的站址、型号、参数、使用年限等条件，初步筛选出符合梯次利用要求的电池。

3)对初步筛选出的梯次利用电池进行进一步测试，测试数据上传管理平台，管理平台根据测试结果剔除有问题的电池。

4)通过管理平台选择参数相近的电池进行重新配组，生成配组方案。

5)通过管理平台下发电池配组方案，将电池重新配组后，发送给各电池梯次利用用户。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。