一种用于电池系统压差故障的分析方法与流程

1.本发明属于电池技术领域，涉及电池压差故障的分析，尤其涉及一种用于电池系统压差故障的分析方法。


背景技术：

2.锂电芯在组合成电池过程中需要串联，一个品质好的电池则要求单个电芯间的参数具有良好的一致性，但是理想的一致性是不存在的，在不断充电和放电的过程中，串联的电芯参数会发生变化(最终以电压变化形式体现)，同时电池进入恶性循环，这样会加速电池提前失效。
3.cn111562503a公开了一种锂离子电池充放电设备未做故障的分析处理方法，包括步骤：第一步，对锂离子电池，对应采用电池充放电设备的充放电通道，进行预设多次的充放电操作，根据预设的分类判定标准，判定电池是否存在充放电未做问题，并区分为电池充放电设备通道故障因素、ocv检测设备因素、环境因素和电池因素四大类因素；第二步，对存在电池充放电设备通道故障的电池，根据充放电数据及预设的通道故障异常分类标准，区分为预设的多个通道异常类别。该发明能够判定电池充放电未做的原因是否由电池充放电设备故障的原因引起，以及能够对电池充放电设备故障的具体类型和故障部位进行判定，保证了对电池充放电设备的有效维护。
4.cn108375737a公开了一种电池包单体电压采集故障的诊断方法，包括：1)监控并记录所有单体电芯采集线两端电压差值，并计算瞬时压差变化率；2)判断电压差值是否超过限值，当超过时检查该时刻前后的压差变化率；3)判断压差变化率是否超过限值，如超过则检查发生压差大的两电芯是否相邻；4)如相邻，且其电压平均值接近所有电芯电压平均值，则属于该两电芯间的采集线问题，使用两电芯电压平均值代替错误值；5)如不相邻，则分别检查与其相邻的电芯电压是否异常，如异常，则将其与其相邻电芯作为一组，返回步骤2)。该发明能够较精确的确定了因采集线而导致的电池包单体电压差大问题，避免了因该种压差大问题而误触发的电压均衡对电池包造成的损害。
5.cn109065987a公开了一种平衡电芯电压的方法和系统，所述方法包括：通过悬浮技术检测电池中每个电芯的电压；从所述每个电芯中获取相邻电压差大于预设的电压差阀值的异常电芯；对所述异常电芯进行持续低功率的平衡调整。该发明实施例，预设电压差阀值，当相邻电压差大于预设的电压差阀值时，对发生异常的电芯进行持续低功率的平衡调整，提供了一种平衡电芯电压的方法，使得相邻电芯的电压差超过阀值时，即进行平衡调整，而不是只有在电芯超出安全范围时才进行调整，保证了电池的使用寿命。
6.目前针对市面上出现的电池压差问题，导致使用过程中出现因欠压问题导致的放电容量不足时，无法准确定位是否是由于电芯的问题引发的故障，电池管理系统均衡异常开启，线束之间接插不良导致的漏电等，均可能造成电池组在使用过程中某一串出现漏电现象导致的欠压，需要一种可以定量测试自放电的方法，来确定是否是电芯本身自放电导致的故障发生。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于电池系统压差故障的分析方法，在本发明中，通过对电池系统压差故障的分析，能够准确定位电池在使用过程中出现的欠压故障是否为导致放电容量不足的原因，如不是，通过测试分析，准确定位故障样包的问题点，也为前端开发提出相应的指导意见。
8.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.本发明提供了一种用于电池系统压差故障的分析方法，所述的分析方法包括：
10.(ⅰ)对待测电池进行检测，排查是否出现漏电流现象，若出现漏电流现象记为故障电池，未出现漏电流现象记为正常电池；
11.(ⅱ)对待测电池交替进行搁置和充放电测试，所述搁置测试不超过电池的电压平台期，分别计算正常电池和故障电池的漏电流值；
12.(ⅲ)对比正常电池和故障电池的漏电流值从而分析电池系统压差故障的原因。
13.需要说明的是，本发明对电池的尺寸、形状和型号等特征不作具体要求和特殊限定，电池在本发明中的作用是提供测试元件和条件，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的电池均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对电池的尺寸、形状和型号进行适应性调整。
14.在本发明中，通过对电池系统压差故障的分析，能够准确定位电池在使用过程中出现的欠压故障是否为导致放电容量不足的原因，如不是，通过测试分析，准确定位故障样包的问题点，也为前端开发提出相应的指导意见。
15.作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)中，所述漏电流值依照如下式1计算：
16.i1＝a0/t
ꢀꢀ
式1；
17.其中，t为电池从生产完成到故障发生的时间，a0为损失的容量，i1为漏电流值。
18.作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)中，所述正常电池和故障电池先以1a放电至电压为2.0v后，进行搁置，以1a的电流将正常电池和故障电池充电至15％soc，实际充电容量分别记为a
1正常
和a
1故障
。
19.作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)中，所述正常电池和故障电池充电至15％soc后，将正常电池和故障电池搁置d天，实时监控电压变化。
20.作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)中，所述的搁置温度为25～35℃，例如可以是25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21.作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)中，所述正常电池和故障电池搁置d天后，以1a电流将正常电池和故障电池分别放空至2.0v，放电容量分别记为a
2正常
和a
2故障
，其中，d为电池的电压平台期，范围为10～15天，例如可以是10天、10.5天、11天、11.5天、12天、12.5天、13天、13.5天、14天、14.5天、15天，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22.作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)结束，所述正常电池和故障电池的漏电流值分别记为i
2正常
和i
2故障
，依照如下式2和式3计算：
23.i
2正常
＝(a
2正常
‑
a
1正常
)/d
ꢀꢀ
式2；
24.i
2故障
＝(a
2故障
‑
a
1故障
)/d
ꢀꢀ
式3。
25.作为本发明一种优选的技术方案，当所述的i
2故障
＞i1时，判定为电芯自放电异常导致电池组欠压。
26.作为本发明一种优选的技术方案，当所述的i
2故障
＜i1，且i
2故障
≤i
2正常
时，判定非电芯本身自放电原因导致的电池组欠压，需排查系统端出现的漏电问题。
27.作为本发明一种优选的技术方案，当所述的i
2故障
＜i1，但i
2故障
＞i
2正常
时，判定电芯本身存在自放电异常现象，需排查系统端出现的异常漏电问题。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
29.在本发明中，通过对电池系统压差故障的分析，能够准确定位电池在使用过程中出现的欠压故障是否为导致放电容量不足的原因，如不是，通过测试分析，准确定位故障样包的问题点，也为前端开发提出相应的指导意见。
附图说明
30.图1为本发明一个具体实施方式的用于电池系统压差故障的分析方法的步骤示意图。
具体实施方式
31.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
32.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种用于电池系统压差故障的分析方法，所述的分析方法如图1所示，包括：
33.(ⅰ)对待测电池进行检测，排查是否出现漏电流现象，若出现漏电流现象记为故障电池，未出现漏电流现象记为正常电池；
34.(ⅱ)对待测电池交替进行搁置和充放电测试，搁置测试不超过电池的电压平台期，分别计算正常电池和故障电池的漏电流值；
35.(ⅲ)对比正常电池和故障电池的漏电流值从而分析电池系统压差故障的原因。
36.本发明对电池的尺寸、形状和型号等特征不作具体要求和特殊限定，电池在本发明中的作用是提供测试元件和条件，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的电池均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对电池的尺寸、形状和型号进行适应性调整。
37.在本发明中，通过对电池系统压差故障的分析，能够准确定位电池在使用过程中出现的欠压故障是否为导致放电容量不足的原因，如不是，通过测试分析，准确定位故障样包的问题点，也为前端开发提出相应的指导意见。
38.步骤(ⅱ)中，漏电流值依照如下式1计算：
39.i1＝a0/t
ꢀꢀ
式1；
40.其中，t为电池从生产完成到故障发生的时间，a0为损失的容量，i1为漏电流值。
41.步骤(ⅱ)中，正常电池和故障电池先以1a放电至电压为2.0v后，进行搁置，以1a的电流将正常电池和故障电池充电至15％soc，实际充电容量分别记为a
1正常
和a
1故障
。
42.步骤(ⅱ)中，正常电池和故障电池充电至15％soc后，将正常电池和故障电池搁置d天，实时监控电压变化。
43.步骤(ⅱ)中，搁置温度为25～35℃，例如可以是25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30
℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
44.步骤(ⅱ)中，正常电池和故障电池搁置d天后，以1a电流将正常电池和故障电池分别放空至2.0v，放电容量分别记为a
2正常
和a
2故障
，其中，d为电池的电压平台期，范围为10～15天，例如可以是10天、10.5天、11天、11.5天、12天、12.5天、13天、13.5天、14天、14.5天、15天，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
45.步骤(ⅱ)结束，正常电池和故障电池的漏电流值分别记为i
2正常
和i
2故障
，依照如下式2和式3计算：
46.i
2正常
＝(a
2正常
‑
a
1正常
)/d
ꢀꢀ
式2；
47.i
2故障
＝(a
2故障
‑
a
1故障
)/d
ꢀꢀ
式3。
48.当所述的i
2故障
＞i1时，判定为电芯自放电异常导致电池组欠压。
49.当所述的i
2故障
＜i1，且i
2故障
≤i
2正常
时，判定非电芯本身自放电原因导致的电池组欠压，需排查系统端出现的漏电问题。
50.当所述的i
2故障
＜i1，但i
2故障
＞i
2正常
时，判定电芯本身存在自放电异常现象，需排查系统端出现的异常漏电问题。
51.实施例1
52.基于一个具体实施方式，本实施例提供了一种用于电池系统压差故障的分析方法，其中：
53.对待测电池进行检测，排查是否出现漏电流现象，若出现漏电流现象记为故障电池，未出现漏电流现象记为正常电池；
54.漏电流值依照如下式1计算：
55.i1＝a0/t
ꢀꢀ
式1；
56.其中，t为电池从生产完成到故障发生的时间，a0为损失的容量，i1为漏电流值。
57.首先，正常电池和故障电池先以1a放电至电压为2.0v后，进行搁置，以1a的电流将正常电池和故障电池充电至15％soc，实际充电容量分别记为a
1正常
和a
1故障
。
58.其次，再将正常电池和故障电池搁置15天，实时监控电压变化。其中搁置温度为30℃。
59.最后，以1a电流将正常电池和故障电池分别放空至2.0v，放电容量分别记为a
2正常
和a
2故障
，正常电池和故障电池的漏电流值分别记为i
2正常
和i
2故障
，依照如下式2和式3计算：
60.i
2正常
＝(a
2正常
‑
a
1正常
)/15
ꢀꢀ
式2；
61.i
2故障
＝(a
2故障
‑
a
1故障
)/15
ꢀꢀ
式3。
62.当i
2故障
＞i1时，判定为电芯自放电异常导致电池组欠压。
63.当i
2故障
＜i1，且i
2故障
≤i
2正常
时，判定非电芯本身自放电原因导致的电池组欠压，需排查系统端出现的漏电问题。
64.当i
2故障
＜i1，但i
2故障
＞i
2正常
时，判定电芯本身存在自放电异常现象，需排查系统端出现的异常漏电问题。
65.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保
护范围之内。
66.申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。