一种动力电池组的容量检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种动力电池组的容量检测方法及装置，属于动力电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 电动汽车是以动力电池作为新能源的一种环保型汽车，对动力电池的性能及容量 的检测和控制成为影响电动汽车整车性能的一个关键因素。通过对动力电池组的检测过 程，可以完成电池组性能的综合评估，目前电池的检测参数主要为电池的容量。由于电池容 量检测比较复杂，而且由于单次检测的容量可能存在一定的误差，因此需要进行多次测量。
[0003] 目前使用的动力电池组容量的检测方法是全充全放法。全充全放法主要是采用恒 流恒压的充电模式将动力电池组充电至最高截止电压，然后恒流放电至最低电压，利用这 个放电过程中放出的容量衡量电池的可用容量，该检测方法成本较高。但是在动力电池组 的使用过程中，由于内部复杂的电化学反应形象，使电池特性体现出高度的非线性，电池的 离散程度逐渐加剧，导致采用全冲全放法的容量检测误差逐渐变大。
[0004] 现有技术提出了一种动力电池实际容量估算方法，该方法基于电池数学模型，利 用系统辨识算法辨识电池的开路电压和容量，并记录开路电压OCV1、OCV2对应的电池容量 为Capl、Cap2,同时运用AH积分算法算出电池容量Cap3,再对Capl、Cap2、Cap3进行加权、 滤波方法处理获得电池容量CapO,最后对CapO进行滤波处理得到符合工程化应用要求的 电池实际容量。
[0005] 现有技术还提出了一种用于电动汽车电池管理系统的电池剩余容量估算方法，该 方法包括：初始化电池的起始电池剩余容量；根据安时电流积分法预测下一时刻的剩余容 量，通过电流极化模型得到电池极化状态；根据开路电压模型估算开路电压；估算电池电 压；比较实际采样电压和估算的电池电压，计算电压误差；通过卡尔曼滤波器模型获取小 校正后剩余电量；引入温度及电池寿命补偿策略，根据所述校正后剩余电量估算剩余电量。
[0006] 但是由于已有的S0C估算方法误差较大，上述两种方法均无法准确检测动力电池 组的实际可用容量。
【发明内容】
[0007] 本发明为解决现有的动力电池组容量检测技术采用S0C估算方法存在较大检测 误差的问题，进而提出了一种动力电池组的容量检测方法及装置。本发明提出的技术方案 包括：
[0008] 一种动力电池组的容量检测方法，包括：
[0009] 根据所述动力电池组的历史充放电数据获取在预定使用周期内各电池单体发生 S0C小于荷电阈值的概率，将发生S0C小于荷电阈值的概率大于概率阈值的电池单体确定 为最低电压电池单体；
[0010] 对所述最低电压电池单体所在的电池模组/电池箱进行均衡处理；
[0011] 对经过均衡处理的电池模组/电池箱进行容量检测。
[0012] 在本发明所述的动力电池组的容量检测方法中，对所述最低电压电池单体所在的 电池模组/电池箱进行均衡处理包括：
[0013] 查找所述电池模组/电池箱中的最低电压电池单体；
[0014] 对所述最低电压电池单体进行均衡处理，所述均衡处理包括均衡充放电处理和/ 或电池活化处理；
[0015] 若经过所述均衡处理的最低电压电池单体的SOC在充放电过程中大于动力电池 一致性标准阈值，则完成对所述电池模组/电池箱的均衡处理。
[0016] 在本发明所述的动力电池组的容量检测方法中，对经过均衡处理的电池模组/电 池箱进行容量检测包括：
[0017] 对经过均衡处理的电池模组/电池箱按预设的放电倍率进行预定次数的恒流放 电、恒流充电和完全放电，记录每次完全放电的放电量总和；
[0018] 若预定次数的放电量总和之间的偏差不超过偏差阈值，则将所述预定次数的放电 量总和的平均值确定为所述电池模组/电池箱的实际可用容量。
[0019] 在本发明所述的动力电池组的容量检测方法中，所述恒流放电包括：对所述电池 模组/电池箱按预设的放电倍率进行恒流放电，直至电池管理系统自动终止放电。
[0020] 在本发明所述的动力电池组的容量检测方法中，所述恒流充电包括：对所述电池 模组/电池箱按预设的充电倍率进行恒流充电，当总电压达到第一预定值时变为恒压充 电。
[0021] 在本发明所述的动力电池组的容量检测方法中，所述恒流充电还包括：在所述恒 压充电的过程中，当充电倍率降为第二预定值时，充电终止。
[0022] 在本发明所述的动力电池组的容量检测方法中，若预定次数的放电量总和之间的 偏差超过所述偏差阈值，则重复对所述电池模组/电池箱进行预定次数的恒流放电、恒流 充电和完全放电，直至连续预定次数的放电容量总和之间的偏差不超过所述偏差阈值，则 将所述连续预定次数的放电量总和的平均值确定为所述电池模组/电池箱的实际可用容 量。
[0023] 一种动力电池组的容量检测装置，包括：
[0024] 荷电状态获取单元，用于根据所述动力电池组的历史充放电数据获取在预定使用 周期内各电池单体发生SOC小于荷电阈值的概率；
[0025] 最低电压获取单元，用于将发生SOC小于荷电阈值的概率大于概率阈值的电池单 体确定为最低电压电池单体；
[0026] 均衡处理单元，用于对所述最低电压电池单体所在的电池模组/电池箱进行均衡 处理；
[0027] 容量检测单元，用于对经过均衡处理的电池模组/电池箱进行容量检测。
[0028] 在本发明所述的动力电池组的容量检测装置中，所述均衡处理单元包括：
[0029] 单体查找子单元，用于查找所述电池模组/电池箱中的最低电压电池单体；
[0030] 均衡处理子单元，用于对所述最低电压电池单体进行均衡处理，所述均衡处理包 括均衡充放电处理和/或电池活化处理；
[0031] 处理完成子单元，用于若经过所述均衡处理的最低电压电池单体的SOC在充放电 过程中大于动力电池一致性标准阈值，则完成对所述电池模组/电池箱的均衡处理。
[0032] 在本发明所述的动力电池组的容量检测装置中，所述容量检测单元包括：
[0033] 充放电子单元，用于对经过均衡处理的电池模组/电池箱按预设的放电倍率进行 预定次数的恒流放电、恒流充电和完全放电，记录每次完全放电的放电量总和；
[0034] 容量确定子单元，用于若预定次数的放电量总和之间的偏差不超过偏差阈值，则 将所述预定次数的放电量总和的平均值确定为所述电池模组/电池箱的实际可用容量。
[0035] 在本发明所述的动力电池组的容量检测装置中，所述充放电子单元中的所述恒流 放电包括：对所述电池模组/电池箱按预设的放电倍率进行恒流放电，直至电池管理系统 自动终止放电。
[0036] 在本发明所述的动力电池组的容量检测装置中，所述充放电子单元中的所述恒流 充电包括：对所述电池模组/电池箱按预设的充电倍率进行恒流充电，当总电压达到第一 预定值时变为恒压充电。
[0037] 在本发明所述的动力电池组的容量检测装置中，所述充放电子单元中的所述恒流 充电还包括：在所述恒压充电的过程中，当充电倍率降为第二预定值时，充电终止。
[0038] 在本发明所述的动力电池组的容量检测装置中，所述容量确定子单元还用于若预 定次数的放电量总和之间的偏差超过所述偏差阈值，则重复对所述动力电池组进行预定次 数的恒流放电和恒流充电，直至连续预定次数的放电容量总和之间的偏差不超过所述偏差 阈值，则将所述连续预定次数的放电量总和的平均值确定为所述动力电池组的可用容量。
[0039] 本发明的有益效果是：通过对动力电池组的历时数据进行解析，以确定存在最低 电压的电池单体所在的电池模组/电池箱，并对该电池模组/电池箱进行均衡处理，再对电 池模组/电池箱的容量进行检测，能够避免在电池模组/电池箱的使用过程中检测误差逐 渐加大以及SOC算法存在较大误差的问题，而且具有操作简单方便、检测结果准确性较高 的特点。
【附图说明】
[0040] 图1以示例的方式示出了动力电池组的容量检测方法的流程图。
[0041] 图2以示例的方式示出了对SOC小于荷电阈值的概率大于概率阈值的电池单体所 在的电池模组/电池箱进行均衡处理的流程图。
[0042] 图3以示例的方式示出了对经过均衡处理的电池模组/电池箱进行容量检测的流 程图。
[0043] 图4以示例的方式示出了动力电池组的容量检测装置的结构图。
【具体实施方式】
[0044] 本【具体实施方式】首先提出了一种动力电池组的容量检测方法，结合图1所示，所 述方法包括：
[0045] 步骤11根据所述动力电池组的历史充放电数据获取在预定使用周期内各电池单 体发生荷电状态SOC小于荷电阈值的概率，将发生SOC小于荷电阈值的概率大于概率阈值 的电池单体确定为最低电压电池单体。
[0046] 由于电池单体在使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态 的容量的比值能够反映电池单体的实际可用容量，因此在本实施例中，相应的荷电阈值可 优选的设定为20%。因为电池单体在使用一段时间或长期搁置不用后的SOC若低于20%， 则可初步确定该电池单体存在最低电压电池单体。上述的荷电阈值只是举例，对荷电阈值 的设定并不局限于20%，任何能够反映电池单体的可用容量的数值均属于本发明的保护范 围。
[0047] 进一步地，由于现有的基于S0C算法存在较大的误差，因此本实施例还在该动力 电池组的预定使用周期内统计发生S0C小于20%发生的概率。例如使用周期为十次充放 电，若该电池单体发生S0C小于20%的次数为八次或八次以上，则可进一步确定该电池单 体存在电压异常。由于各电池单体的不一致性和串联动力电池组的短板效应，在动力电池 组的使用过程中，该动力电池组的总容量取决于单体电压最低的电池箱。
[0048] 同时，在确定存在最低电压的电池单体后，