一种电动汽车动力电池包在线检测设备及在线检测方法与流程

本申请涉及电池包检测技术领域，具体涉及一种电动汽车动力电池包在线检测设备及在线检测方法。

背景技术：

目前，对于新能源汽车以及动力电池的检测，仅发生在新能源汽车出厂前的强检，很少在动力电池的使用过程中进行跟踪、检测和维护，导致车主、4s店、车企都无法掌握动力电池的实时状态，只有在动力电池出现故障之后才会被动的维修。不仅大大降低了动力电池的使用寿命，也导致新能源汽车安全事故频频发生。此外，由于动力电池的健康状态下降，导致新能源汽车实际可行驶里程往往低于显示里程数，半路抛锚的情况时有发生。出现上述问题的主要原因在于动力电池包在使用过程中，其内部的电流采集系统和电压采集系统都会随时间/温度的变化而变化，导致其采集精度下降，甚至失效。动力电池包的使用与维护人员很难就现有条件判断其容量是否达标，或者厂家存在虚标的情况。

相关技术中，一般通过将动力电池包送入第三方实验室进行整体的充放电测试，从而判定电池包的容量和bms系统的采集是否达标。

但是，该充放电测试不仅耗时较长，并且对于实验设备和检测人员素质都有较高的要求，且费用较高。此外，动力电池包的拆装十分复杂，需要专业的工程人员耗费大量的时间来进行，费时费力。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷之一，本申请的目的在于提供一种电动汽车动力电池包在线检测设备及在线检测方法以解决现有充放电测试费时费力的问题。

本申请第一方面提供一种电动汽车动力电池包在线检测设备，其包括：

箱体，其一端设有用于连接充电桩的充电座，另一端连接有充电枪，上述充电枪用于连接电动汽车动力电池包；

设置于上述箱体内的电流变送器，其与上述充电座和充电枪电连接，用于实时采集上述动力电池包的充电电流；

设置于上述箱体内的控制器，其与充电座和充电枪电连接，用于实时获取上述动力电池包的剩余电量soc值，还用于根据上述实时充电电流计算上述动力电池包的实际充电容量及电池健康状态值；

开关电源，其输入端连接上述充电座的电源输出端，上述开关电源的输出端连接上述电流变送器和控制器，用于对上述电流变送器和控制器充电。

一些实施例中，还包括：电压变送器，其与上述充电座和充电枪电连接，用于实时采集上述动力电池包的充电电压，并发送至上述控制器。

一些实施例中，上述控制器还用于当上述充电电压超出预设的电压范围时，停止计算。

一些实施例中，上述开关电源包括相互连接的电源变化模块和电源开关，上述电源开关连接上述充电座的电源输出端，上述电源变化模块用于将输入的交流电转换为直流电。

本申请第二方面提供一种基于上述电动汽车动力电池包在线检测设备的在线检测方法，其包括步骤：

获取初始充电时的动力电池包的soc值作为第一soc，并设定soc差值；

当上述第一soc在预设范围内时，通过充电枪对动力电池包充电，并在上述第一soc加1时，开始累计充电安时量，并以加1后的soc值作为初始soc，以上述初始soc与soc差值的和作为终止soc；

当上述动力电池包的soc值达到终止soc时，获取上述动力电池包由初始soc到终止soc的充电安时量，并计算上述动力电池包的第一实际充电容量和电池健康状态值。

一些实施例中，当上述第一soc小于或等于上述预设范围的最小值时，对动力电池包充电，至上述第一soc大于上述最小值。

一些实施例中，上述获取上述动力电池包由初始soc到终止soc的充电安时量，并计算上述动力电池包的第一实际充电容量和电池健康状态值，具体包括：

获取上述动力电池包从上述初始soc到终止soc的充电电流及充电时间，并对充电电流积分，得到上述初始soc到终止soc的充电安时量；

以上述充电安时量与上述soc差值的比值，作为第一实际充电容量；

以上述第一实际充电容量与额定容量的比值作为电池健康状态值。

一些实施例中，上述通过充电枪对动力电池包充电时，还包括：

通过电压变送器实时采集开关电源输出的充电电压；

当上述充电电压超出预设的电压范围时，停止计算。

一些实施例中，在上述动力电池包的soc值达到终止soc之前，还包括：

选取上述初始soc与终止soc之间的多个soc值；

分别获取从上述初始soc到每个soc值的充电安时量，得到多个实际充电容量；

根据包括第一实际充电容量的各实际充电容量所对应的权值，进行加权求和；

根据加权求和后的实际充电容量和上述电池包的额定容量，计算上述电池健康状态值。

一些实施例中，在上述动力电池包的soc值达到终止soc之前，还包括：

以终止soc减2为第二soc值，以终止soc减1为第三soc值，选取第二soc值和第三soc值；

当上述动力电池包的soc值达到第二soc值时，获取上述动力电池包从上述初始soc到第二soc值时的第二实际充电容量；

当上述动力电池包的soc值达到第三soc值时，获取上述动力电池包从上述初始soc到第三soc值时的第三实际充电容量；

根据第一实际充电容量、第二实际充电容量和第三实际充电容量对应的权值，进行加权求和；

根据加权求和后的实际充电容量和上述电池包的额定容量，计算上述电池健康状态值。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的电动汽车动力电池包在线检测设备及在线检测方法，由于箱体的一侧设有用于连接充电桩的充电座，另一侧连接有与电动汽车动力电池包相连的充电枪，在对动力电池包进行充电的过程中，控制器可实时获取动力电池包的soc值，并根据实时充电电流计算动力电池包的实际充电容量及电池健康状态值，因此，可根据计算得到的电池健康状态值，判断动力电池包的健康状态，不仅避免了电池包的拆卸，同时极大地缩短了检测时间，提高检测效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电动汽车动力电池包在线检测设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电动汽车动力电池包在线检测方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明。

参见图1所示，本申请实施例提供一种电动汽车动力电池包在线检测设备，其包括箱体、开关电源、电流变送器和控制器。

箱体的一侧设有用于连接充电桩的充电座，箱体的另一侧连接有充电枪，上述充电枪用于连接电动汽车的充电口，为动力电池包充电。

电流变送器设置在上述箱体内，电流变送器与上述充电座和充电枪电连接，电流变送器用于实时采集上述动力电池包的充电电流，并发送至控制器。

控制器设置在上述箱体内，控制器与上述充电座和充电枪电连接，控制器用于实时获取上述动力电池包的soc(stateofcharge，剩余电量)值，控制器还与电流变送器电连接，并根据电流变送器电发送的实时充电电流计算上述动力电池包的实际充电容量及电池健康状态值。根据计算得到的电池健康状态值，即可确定动力电池包的健康状态。

开关电源的输入端连接上述充电座的电源输出端，上述开关电源的输出端连接上述电流变送器和控制器，开关电源可将输入的220v市电转换为直流电，为上述电流变送器和控制器供电。

本申请实施例的在线检测设备，体积小且方便移动。由于箱体的一侧设有用于连接充电桩的充电座，另一侧连接有与电动汽车动力电池包相连的充电枪，在对动力电池包进行充电的过程中，控制器可实时获取动力电池包的soc值，并根据实时充电电流计算动力电池包的实际充电容量及电池健康状态值，因此，可根据计算得到的电池健康状态值，判断动力电池包的健康状态，不仅避免了电池包的拆卸，同时极大地缩短了检测时间，提高检测效率

本实施例的在线检测设备还包括电压变送器，上述电压变送器与上述充电座和充电枪电连接，用于实时采集上述动力电池包的充电电压，并发送至上述控制器。当上述充电电压超出预设的电压范围时，控制器还用于停止计算，进而结束检测过程。

上述开关电源包括相互连接的电源变化模块和电源开关，上述电源开关连接充电座的电源输出端，上述电源变化模块用于将输入的交流电转换为直流电。

本实施例中，电源变化模块设置于上述箱体内，上述电源开关设置于上述箱体侧壁，电源开关与充电座均设置于所述箱体的同一侧壁，而充电枪设置在箱体相对的另一侧壁。

进一步地，上述充电座包括第一连接端组，充电枪包括第二连接端组，第一连接端组与第二连接端组电连接。将充电座与充电桩的充电枪头连接，然后将充电枪插入待测电动车，闭合电源开关后，即可启动充电桩，等待充电桩与被测电动车握手成功。

具体地，上述第一连接端组包括第一直流电源dc+、第一dc-、第一辅助电源a+、第一a-、第一can通信引脚s+、第一s-、第一连接确认检测点cc1、第一cc2以及第一接地引脚0，共9个连接端子。

上述第二连接端组包括与第一连接端组一一对应连接的第二dc+、第二dc-、第二a+、第二a-、第二s+、第二s-、第二cc1、第二cc2以及第二接地引脚0，共9个连接端子。

其中，第一接地引脚0和第二接地引脚0为保护接地；第一dc+和第二dc+连接、以及第一dc-和第二dc-连接，表示为充电枪提供直流电源；第一a+与第二a+连接、以及第一a-与第二a-连接，表示为充电枪提供低压辅助电源；第一s+与第二s+连接、以及第一s-与第二s-连接，表示can通信接口连接，第一cc1与第二cc1连接、以及第一cc2与第二cc2连接，表示充电连接确认。

本实施例中，箱体表面还设有触摸屏，控制器的输出端与触摸屏连接。可选地，箱体上还设有打印机，控制器的输出端还与该打印机连接。

本实施例中，开关电源为220v转24v、12v以及5v的电源。充电座将市电220vac接到电源开关接口，然后经电源变化模块后可输出+24vdc，+12vdc和+5vdc，其中+12vdc给电压变送器和电流变送器供电，+5vdc给控制器供电，+24vdc给触摸屏8和打印机9供电。

具体的，通过触摸屏上的启动按钮控制检测开始后，通过电压变送器采集在线充电电压后变换为0～5vdc的电压信号输出给控制器，电流变送器采集充电电流后变换为0～5vdc的电压信号输出给控制器，电动车的soc信息通过can通信总线连接到控制器。控制器经过计算处理后，可将上述计算结果通过rs485通讯上传至触摸屏8，以及将计算结果生成检测报告，并通过rs485传送到打印机9并打印所需报告。可选地，控制器为dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)控制器。

本实施例中，充电座直接与充电桩连接，箱体一侧的充电枪可以直接无缝对接电动车充电口，避免了电池包的拆卸，即插即用。且所有接口均采用硬连接，无需额外配备线缆。可选地，上述动力电池包为锂电池包。

参见图2所示，本申请实施例还提供一种基于上述电动汽车动力电池包在线检测设备的在线检测方法，其包括步骤：

s1.获取初始充电时的动力电池包的soc值作为第一soc，并设定soc差值。

s2.当上述第一soc在预设范围内时，通过充电枪对动力电池包充电，并在上述第一soc加1时，开始累计充电安时量，并以加1后的soc值作为初始soc，以上述初始soc与soc差值的和为终止soc，即确定终止条件。

s3.当上述动力电池包的soc值达到终止soc时，获取该动力电池包由初始soc到终止soc的充电安时量，并计算上述动力电池包的第一实际充电容量和电池健康状态值，以此判断上述动力电池包的健康状态。

优选地，当上述第一soc小于或等于上述预设范围的最小值时，通过充电枪对动力电池包充电，至上述第一soc大于上述最小值，然后即可继续对动力电池包充电至第一soc加1，进行检测。

在其他实施例中，当上述第一soc大于或等于上述预设范围的最大值时，可通过放电设备对动力电池包放电，至上述第一soc小于上述最大值，然后再进行检测。

本实施例中，预设范围的最小值为24％，预设范围的最大值为74％与soc差值的差值，即初始soc需大于25％，且终止soc需小于75％。以防止电池包在充电初始和截止阶段可能出现的计量偏差。

进一步地，上述步骤s3中，获取上述动力电池包由初始soc到终止soc的充电安时量，并计算上述动力电池包的第一实际充电容量和电池健康状态值，具体包括：

首先，获取所述动力电池包从所述初始soc到终止soc的充电电流及充电时间，并对充电电流积分，得到所述初始soc到终止soc的充电安时量。

然后，以上述充电安时量与设定的soc差值的比值，作为第一实际充电容量。即第一实际充电容量q1为：

其中，i为充电电流，t为充电时间，soc0为初始soc，soct为终止soc。

最后，以上述第一实际充电容量q1与额定容量q0的比值作为电池健康状态值η1：

优选地，上述通过充电枪对动力电池包充电时，还包括：

通过电压变送器实时采集开关电源输出的充电电压。当充电电压超出预设的电压范围时，表明充电检测过程异常，需停止检测。

进一步地，上述步骤s3的在上述动力电池包的soc值达到终止soc之前，还包括：

首先，选取上述初始soc与终止soc之间的多个soc值。

然后，分别获取从上述初始soc到每个soc值的充电安时量，得到多个实际充电容量。

在计算得到第一实际充电容量后，根据包括第一实际充电容量的各实际充电容量所对应的权值，进行加权求和，并根据加权求和后的实际充电容量和上述电池包的额定容量，计算电池健康状态值。本实施例的各权值可通过采用相同类型动力电池包的实车试验进行标定。

本实施例中，在上述动力电池包的soc值达到终止soc之前，还包括：

首先，选取初始soc与终止soc之间的第二soc值和第三soc值。其中，以终止soc减2为第二soc值，以终止soc减1为第三soc值。

其次，当上述动力电池包的soc值达到第二soc值时，获取上述动力电池包从上述初始soc到第二soc值时的第二实际充电容量q2。

然后，当上述动力电池包的soc值达到第三soc值时，获取上述动力电池包从上述初始soc到第三soc值时的第三实际充电容量q3。

最后，根据第一实际充电容量q1、第二实际充电容量q2和第三实际充电容量q3对应的权值，进行加权求和，并根据加权求和后的实际充电容量q和上述电池包的额定容量q0，计算上述动力电池包的电池健康状态值，即以上述实际充电容量与额定容量的比值作为电池健康状态值。

本实施例中，第一实际充电容量q1的权值为1-x-y，第二实际充电容量q2对应的权值为x，第三实际充电容量q3对应的权值为y。加权求和后的实际充电容量q为：

q＝(1-x-y)q1+xq2+yq3

优选地，x＝0.1-0.4，y＝0.1-0.3。

本实施例的在线检测方法，适用于上述各在线检测设备，不仅检测过程简单，且避免了因电池阻抗等因素引起的单次取值出现误差，提高了测试结果的准确性。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。