CN114706000A - 一种电池包动态测试评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电池包动态测试评估方法，应用于电子设备中，该方法包括：采集电池包中每一个单体电池的电压，计算得到在同一时刻的电池包的电压差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的电压差等于单体电池中最高电压与最低电压的差值；采集电池包中每一个单体电池的温度，计算得到在同一时刻电池包的温度差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的温度差等于单体电池中最高温度与最低温度的差值；计算得到电池包的直流内阻；根据电压差、温度差和直流电阻的数值对电池包进行分级。本方法避免人工观察电池包测试数据带来的漏检、错检的问题，提高了电池包测试评估的准确性和效率。本发明还提出一种电池包动态测试评估装置。

Description

一种电池包动态测试评估方法及系统

技术领域

本发明涉及电气测试技术领域，尤其涉及一种电池包动态测试评估方法及系统。

背景技术

储能是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段，也是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术。在电力系统中，电化学储能是应用较为广泛的储能技术，锂离子电池储能是电化学储能的主流技术路线，其中锂离子电池包是兆瓦级储能电站主要组成单元，锂离子电池包的产品检验，质量把控对整个储能系统具有极其重要意义。

电池包主要由温度采集线束，电压采集线束，电池，铝排，风扇，从控制器等组成。生产流程主要是，电池入壳，通过激光焊接铝排实现电池的串并联成组，温度、电压采集线束装配，风扇线束焊接装配，从控制器装配等。其中线束，从控制器等一般在电池包生产前进行零部件的检测，电池包生产出来后，对电池包的进行充放电检测，符合要求即可出厂。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：电池包充放电过程中的数据指标主要通过人为观察，容易存在漏洞，例如偶发性的参数异常，人为无法捕捉，或者因人为原因导致漏检，错检，造成有隐患的电池包流出，后期系统集成测试或者使用过程中才暴漏问题。由于电池包重量可达60kg以上，且安装位置特殊，需要升降叉车等特殊工具才可拆卸替换，维护成本极高，且严重影响储能电站工作，有可能造成较大的经济损失。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种减少人为漏检的电池包动态测试评估方法及系统。

为达到上述目的，本发明的第一方面提供了一种电池包动态测试评估方法，应用于电子设备中，该方法包括：

采集电池包中每一个单体电池的电压，计算得到在同一时刻的电池包的电压差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的电压差等于单体电池中最高电压与最低电压的差值；

采集电池包中每一个单体电池的温度，计算得到在同一时刻电池包的温度差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的温度差等于单体电池中最高温度与最低温度的差值；

计算得到电池包的直流内阻；

根据电压差、温度差和直流电阻的数值对电池包进行分级。

通过上述步骤，自动采集单体电池的电压，温度，根据电池包的电压差、温度差和直流内阻并据此对电池包进行分级，避免现有技术中需要人工观察电池包测试数据带来的漏检、错检的问题，提高了电池包测试评估的准确性和效率。本发明方法为电池包成簇提供直流内阻这一维度的参考指标，通过直流内阻可以快速判断出电池包的老化程度，从而将直流内阻不符合标准的电池包排除，减少后续储能站中电池包的拆卸次数。

根据本发明的一个实施例，还包括：

统计采集单体电池的电压和单体电池的温度过程中异常采样数据的次数，其中，每个单体电池连接有数据采集线，全部的数据采集线组成数据采集线束；

若过程中无异常采样数据，则确定数据采集线束及其装配正常。

根据本发明的一个实施例，还包括：

检测电池包与直流电源之间的电流，判断电流在预定时间是否大于第一阈值，其中，电池包与直流电源电性相连，电池包内具有风扇；

若是，则确定电池包内的风扇工作正常。

根据本发明的一个实施例，还包括：

判断从控制器能否持续获取电池包中单体电池的电压和温度，其中从控制器安装在电池包中，若是，则确定从控制器工作正常。

根据本发明的一个实施例，还包括：

根据单体电池在充电前后的温度差和/或放电前后的温度差，判断单体电池的温度差是否大于第二阈值，若是，则确定存在焊接异常。

根据本发明的一个实施例，还包括：

判断单体电池的温度、电压，电池包的温度差、电压差及其随时间变化率是否在预定范围，若是，则确定电池包单体具有一致性。

根据本发明的一个实施例，还包括：调节测试节拍和测试时间，使同一批次的电池包获取数据的测试节拍和测试时间相同。

本发明的第二方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。

本发明的第三方面提供一种电池包动态测试评估系统，包括：

电池包，电池包内具有风扇和从控制器；

直流电源，直流电源与风扇的供电接口电相连；

主控制器，主控制器分别与直流电源和从控制器电相连；

充放电设备，充放电设备与电池包的母线电相连；

如上述第二方面所述的电子设备，所述电子设备与主控制器电相连。

本发明的第四方面提供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，其中所述计算机程序被处理器执行时执行上述第一方面所述的方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的一种电池包动态测试评估方法的实现流程示意图。

图2是本发明一实施例提出的一种电子设备的结构示意图。

图3是本发明一实施例提出的一种电池包动态测试评估系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-直流电源，2-电池包，3-充放电设备，4-电子设备，5-主控制器，6-从控制器，7-风扇。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1示出了本发明实施例提出的一种电池包动态测试评估方法的实现流程，在图1所示实施例中，流程的执行主体为图1中的电池包动态测试评估方法。该方法的实现流程如下：

参见图1，一种电池包动态测试评估方法，应用于电子设备中，该方法包括以下步骤：

步骤S102，采集电池包中每一个单体电池的电压，计算得到在同一时刻的电池包的电压差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的电压差等于单体电池中最高电压与最低电压的差值。

本实施例中，电池包内具有多个单体电池串联并联以及结构件。采集单体电池的电压是由电池包内的电压传感器测量得到的。

步骤S104，采集电池包中每一个单体电池的温度，计算得到在同一时刻电池包的温度差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的温度差等于单体电池中最高温度与最低温度的差值。

本实施例中，采集单体电池的温度是由电池包内的温度传感器测量得到的。

可理解的是，电池包在充电或放电过程中，电池包中不同的单体电池在同一时刻的电压和温度不是完全相同的。本发明实施例通过采集电池包中每个单体电池在同一时刻的电压和温度，并从中选择单体电池的最高电压与最低电压、最高温度与最低温度，将最高电压与最低电压之差作为电池包的电压差，将最高温度与最低温度之差作为电池包的温度差。

步骤S106，计算得到电池包的直流内阻。

本实施例中，通过对单体电池施加电流持续一段时间，在单体电池内部还没有达到完全极化的情况下，根据施加电流前后单体电池的电压变化和施加的电流，计算得到单体电池的直流内阻。根据单体电池的直流内阻计算可得电池包的直流内阻。

单体直流内阻及电池包直流内阻，为电池包成簇提供直流内阻这一维度的参考指标，具有重要意义。成簇是指将电池包串联成簇。电池包成簇时需要考虑各自的直流内阻尽可能一致。

步骤S108，根据电压差、温度差和直流电阻的数值对电池包进行分级。

本实施例中，通过电压差、温度差和直流内阻，可以按照数值区间划分为若干等级，然后挑选电压差、温度差和直流内阻在同一等级的电池包进行配组。

本实施例中，对电池包分级后，选取同一等级的电池包，这样组成储能系统效果可以达到最优。

通过上述步骤，自动采集单体电池的电压，温度，根据电池包的电压差、温度差和直流内阻并据此对电池包进行分级，避免现有技术中需要人工观察电池包测试数据带来的漏检、错检的问题，提高了电池包测试评估的准确性和效率。本发明实施例方法为电池包成簇提供直流内阻这一维度的参考指标，通过直流内阻可以快速判断出电池包的老化程度，从而将直流内阻不符合标准的电池包排除，减少后续储能站中电池包的拆卸次数。

在一些实施例中，电池包动态测试评估方法还包括：

步骤S110，统计采集单体电池的电压和单体电池的温度过程中异常采样数据的次数，其中，每个单体电池连接有数据采集线，全部的数据采集线组成数据采集线束；若过程中无异常采样数据，则确定数据采集线束及其装配正常。

数据采集线束是电池包的组成部件。进行长期有效性判定，统计异常采样数据次数，当数据采集线束安装错位时，异常采样数据次数将增加。因此若过程中无异常数据，则说明数据采集线束自身及装配均无问题。

在一些实施例中，电池包动态测试评估方法还包括：

步骤S112，检测电池包与直流电源之间的电流，判断电流在预定时间是否大于第一阈值，其中，电池包与直流电源电性相连，电池包内具有风扇；若是，则确定电池包内的风扇工作正常。

第一阈值可以根据实际情况进行设置。当电池包与直流电源之间的电流增大时，电池包内产生的热量也会随之增加，因此在正常情况下风扇会启动进行散热。电流值持续大于第一阈值，说明风扇是正常工作的。若不是，则确定电池包内的风扇未开启或者损坏，此时可以发出提醒检查的信号。

在一些实施例中，电池包动态测试评估方法还包括：

步骤S114，判断从控制器能否持续获取电池包中单体电池的电压和温度，其中从控制器安装在电池包中，若是，则确定从控制器工作正常。

从控制器是安装在电池包中的，从控制器的功能包括采集电池包内的各种信息，因此如果从控制器能够持续获取单体电池的电压和温度，可以判定从控制器是正常工作的。

在一些实施例中，电池包动态测试评估方法还包括：

步骤S116，根据单体电池在充电前后的温度差和/或放电前后的温度差，判断单体电池的温度差是否大于第二阈值，若是，则确定存在焊接异常。

单体电池之间时通过铜排连接的，铜排可以导热，铜排与单体电池具有焊接点，因此，通过比对充放电开始前与结束后的温度，计算每个焊接点的温度差，若温度差高于第二阈值，则说明此处焊接有问题。第二阈值可以根据实际的需求来设定。充电和放电过程可以单独进行，也可以同时进行。

在一些实施例中，电池包动态测试评估方法还包括：

步骤S118，判断单体电池的温度、电压，电池包的温度差、电压差及其随时间变化率是否在预定范围，若是，则确定电池包单体具有一致性。

电池包的一致性是指一组电池包的重要特征参数的趋同性，是一个相对概念，没有最一致，只有更一致。同一个电池包内的多个串并单体电池，每一个参数，最好全部处在一个较小的范围内，即为一致性好。通过步骤S118，经过筛选，把参数相对集中的单体电池放在同一个电池包里。电池包具有一致性可以延长使用寿命，避免容量衰减过快。

在一些实施例中，电池包动态测试评估方法还包括：

步骤S120，调节测试节拍和测试时间，使同一批次的电池包获取数据的测试节拍和测试时间相同。

测试节拍是从一次测试结束后到下一次测试开始之间统一的间隔时间。测试时间是指测试开始到结束经过的时间。测试节拍和测试时间可以根据实际需求来设置。测试节拍和测试时间设定好后，同一批次的电池包获取数据的测试节拍和测试时间是相同的，通过动态监测同一批次电池包的数据的动态变化情况，可以进行多个不同电池包的数据之间的对比。比如同一批次所有电池包充放电后的5分钟、或者10分钟采集数据，在此期间电池包的数据是变化的，要达到稳态需要30分钟以上。要保证同一批次电池包获取数据的测试节拍和测试时间相同，得出的数据有比对的意义。数据包括电池包的温度差、电压差、直流内阻等。

以上可以看出，步骤S110至步骤S120可以判定电池包自身生产，装配是否有问题。

本实施例方法对电池包具有分析，归类，故障判定的功能，自动化程度高；本实施例方法依据大量过程数据判定，具有测试可靠性高的优点；本实施例方法计算出直流内阻数据，对电池成簇具有重要意义；本实施例方法能够检测电池包内的多个部件的状态，检测范围广。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出一种电子设备，参照图2,电子设备4包括存储器41、处理器40以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42，处理器40执行计算机程序42时实现如上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S102至S108。

一种电子设备的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种电池包动态测试评估系统。图3是本发明一实施例提出的一种电池包动态测试评估系统的结构示意图。

参照图3，一种电池包动态测试评估装置,包括：

电池包2，电池包2内具有风扇7和从控制器6；

直流电源1，直流电源1与风扇7的供电接口电相连；

主控制器5，主控制器5分别与直流电源1和从控制器6电相连；

充放电设备3，充放电设备3与电池包2的母线电相连；

如第二方面所述的电子设备4，电子设备4与主控制器5电相连。

一种电池包动态测试评估系统的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

在一些实施例中，电池包2与充放电设备3通过母线相连。母线上安装有第一电流传感器，第一电流传感器与主控制器5相连。作为一种可能实现的方式，第一电流传感器选用霍尔传感器。

在一些实施例中，直流电源1与风扇7的供电接口通过电源线相连，电源线上安装有第二电流传感器，第二电流传感器与主控制器5相连。作为一种可能实现的方式，电流传感器选用霍尔传感器。

在一些实施例中，电子设备4与主控制器5之间通过网线连接，从控制器6与主控制器5之间通过网线连接。

基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序被处理器执行时执行如上述方法实施例中的电池包动态测试评估方法。计算机可读存储介质的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，应用于电子设备中，该方法包括：

采集电池包中每一个单体电池的电压，计算得到在同一时刻的电池包的电压差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的电压差等于单体电池中最高电压与最低电压的差值；

采集电池包中每一个单体电池的温度，计算得到在同一时刻电池包的温度差，其中，电池包处在充电和/或放电中，电池包的温度差等于单体电池中最高温度与最低温度的差值；

计算得到电池包的直流内阻；

根据电压差、温度差和直流电阻的数值对电池包进行分级。

2.根据权利要求1所述的一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，还包括：

统计采集单体电池的电压和单体电池的温度过程中异常采样数据的次数，其中，每个单体电池连接有数据采集线，全部的数据采集线组成数据采集线束；

若过程中无异常采样数据，则确定数据采集线束及其装配正常。

3.根据权利要求1所述的一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，还包括：

检测电池包与直流电源之间的电流，判断电流在预定时间是否大于第一阈值，其中，电池包与直流电源电性相连，电池包内具有风扇；

若是，则确定电池包内的风扇工作正常。

4.根据权利要求1所述的一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，还包括：

判断从控制器能否持续获取电池包中单体电池的电压和温度，其中从控制器安装在电池包中，若是，则确定从控制器工作正常。

5.根据权利要求1所述的一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，还包括：

根据单体电池在充电前后的温度差和/或放电前后的温度差，判断单体电池的温度差是否大于第二阈值，若是，则确定存在焊接异常。

6.根据权利要求1所述的一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，还包括：

判断单体电池的温度、电压，电池包的温度差、电压差及其随时间变化率是否在预定范围，若是，则确定电池包单体具有一致性。

7.根据权利要求1所述的一种电池包动态测试评估方法，其特征在于，还包括：调节测试节拍和测试时间，使同一批次的电池包获取数据的测试节拍和测试时间相同。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述方法的步骤。

9.一种电池包动态测试评估系统，其特征在于，包括：

电池包，电池包内具有风扇和从控制器；

直流电源，直流电源与风扇的供电接口电相连；

主控制器，主控制器分别与直流电源和从控制器电相连；

充放电设备，充放电设备与电池包的母线电相连；

如权利要求8所述的电子设备，所述电子设备与主控制器电相连。

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执行权利要求1-7任意一项所述的方法。

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