基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法及系统

本发明涉及一种串联电池模块失效单体诊断方法及系统，尤其是基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法及系统。

背景技术：

1、环境恶化和能源危机给传统汽车发展带来了双重压力，因此电动汽车己经成为未来汽车发展的主要方向。动力电池作为电动汽车一种电能的存储和转化装置，能够在几乎不付出环境污染代价的同时以极高的效率转化能量，因而受到科技领域的广泛关注。

2、目前电动汽车通常使用锂离子电池组作为动力源，为了满足电动汽车电压需求需将数十节甚至上百节电池串联起来使用。通常把电池模组中在一致性上和其他单体相差很多的单体电池称为失效电池，随着电动汽车动力电池寿命的增加，电池模组中各单体的容量、内阻等参数越趋向于不一致，若能在电池使用过程中及时发现电池模组中低容量和高内阻单体，并及时更换这些失效单体，可有效提升电池模组soh、提高新能源汽车的安全性。但是，由于单体电池成组后其内阻性参数难以精确测量，现有的失效检测方法主要有内阻检测法、静态容量测试法，其都存在各自局限性，如使用场景、便捷性等。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的第一目的是提供一种操作简单、诊断准确性高的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法；本发明的第二目的是提供一种操作简单、诊断准确性高的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断系统。

2、技术方案：本发明所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，包括如下步骤：

3、采集串联电池模块中各单体在充电前的初始电压vb、充电过程中的平均充电电压va以及充电完成后的终止充电电压vt；

4、计算各单体的电压极差vtb和电压差值vab，根据所述电压极差vtb诊断所述串联电池模块中容量最小的单体，根据所述电压差值vab诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体；其中vtb＝vt-vb，vab＝va-vb。

5、进一步地，所述根据所述电压极差vtb诊断所述串联电池模块中容量最小的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压极差vtb，所述电压极差vtb最大的单体为容量最小的单体。

6、进一步地，所述根据所述电压差值vab诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压差值vab，电压差值vab最大的单体为内阻最大的单体。

7、进一步地，所述各单体在充电前的初始电压vb为串联电池模块经过放电和静置后的各单体的电压；所述放电的截止条件为串联电池模块中任一单体放电至放电截止电压，所述静置的时间不低于40分钟。

8、进一步地，各单体所述充电完成后的终止充电电压vt为串联电池模块经过充电和静置后的各单体的电压；所述充电采用恒流充电，所述充电的截止条件为串联电池模块中任一单体充电至充电截止电压，所述静置的时间不低于40分钟。

9、进一步地，，各单体所述充电过程中的平均充电电压va为：

10、

11、其中n为从充电开始到充电结束采集的联电池模块中某节单体的电压值的个数，vi为采集的联电池模块中某节单体的第i个的电压值。

12、本发明所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断系统，包括：

13、电压数据采集单元，用于采集串联电池模块中各单体在充电前的初始电压vb、充电过程中的平均充电电压va以及充电完成后的终止充电电压vt；

14、失效单体诊断单元，用于计算各单体的电压极差vtb和电压差值vab，根据所述电压极差vtb诊断所述串联电池模块中容量最小的单体，根据所述电压差值vab诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体；其中vtb＝vt-vb，vab＝va-vb。

15、进一步地，所述根据所述电压极差vtb诊断所述串联电池模块中容量最小的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压极差vtb，所述电压极差vtb最大的单体为容量最小的单体；所述根据所述电压差值vab诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压差值vab，电压差值vab最大的单体为内阻最大的单体。

16、本发明所述的电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法。

17、本发明所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法。

18、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明不需要复杂的电池模型，仅在充电过程中即可完成串联电池模块失效单体的诊断，根据单体电池电压极差vbt大小定性诊断串联电池模块中容量最小单体，根据平均电压va和初始电压vb的差值vab大小定性诊断出串联电池模块中内阻最大单体，计算过程简单且诊断准确度高。

技术特征：

1.一种基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，其特征在于，所述根据所述电压极差vtb诊断所述串联电池模块中容量最小的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压极差vtb，所述电压极差vtb最大的单体为容量最小的单体。

3.根据权利要求1所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，其特征在于，所述根据所述电压差值vab诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压差值vab，电压差值vab最大的单体为内阻最大的单体。

4.根据权利要求1所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，其特征在于，所述各单体在充电前的初始电压vb为串联电池模块经过放电和静置后的各单体的电压；所述放电的截止条件为串联电池模块中任一单体放电至放电截止电压，所述静置的时间不低于40分钟。

5.根据权利要求1所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，其特征在于，各单体所述充电完成后的终止充电电压vt为串联电池模块经过充电和静置后的各单体的电压；所述充电采用恒流充电，所述充电的截止条件为串联电池模块中任一单体充电至充电截止电压，所述静置的时间不低于40分钟。

6.根据权利要求1所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法，其特征在于，各单体所述充电过程中的平均充电电压va为：

7.一种基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断系统，其特征在于，所述根据所述电压极差vtb诊断所述串联电池模块中容量最小的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压极差vtb，所述电压极差vtb最大的单体为容量最小的单体；所述根据所述电压差值vab诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体包括：计算所述串联电池模块中每个单体的电压差值vab，电压差值vab最大的单体为内阻最大的单体。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-6任一项所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6任一项所述的基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法。

技术总结
本发明公开了一种基于充电电压的串联电池模块失效单体诊断方法及系统，该方法采集串联电池模块中各单体在充电前的初始电压V<subgt;b</subgt;、充电过程中的平均充电电压V<subgt;a</subgt;以及充电完成后的终止充电电压V<subgt;t</subgt;；计算各单体的电压极差V<subgt;tb</subgt;和电压差值V<subgt;ab</subgt;，根据所述电压极差V<subgt;tb</subgt;诊断所述串联电池模块中容量最小的单体，根据所述电压差值V<subgt;ab</subgt;诊断所述串联电池模块中内阻最大的单体；本发明仅在充电过程中即可完成串联电池模块失效单体的诊断，计算过程简单，诊断结果准确。

技术研发人员：赵钱,郑绍元,陈凯翔,葛浪,陈彪,何艳婷
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15