動力電池包內連接電阻檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種動力電池包內連接電阻檢測方法，其包括以下步驟：1)在電池模組裝配前，測試各個單體電池的交流內阻Zi；2)電池模組裝配后、電池包組裝前，測試各電池模組的交流內阻Zm，并利用Zi和Zm計算電池模組內連接電阻綜合值Rci；3)對動力電池包恒流放電，測算出各電池模組的直流電阻Di以及電池包的直流電阻Dp，并利用Di和Dp計算模組間連接電阻綜合值Rco；4)通過公式Rc＝Rci+Rco計算電池包內連接電阻綜合值Rc；5)利用Rc對動力電池包內連接電阻進行評估。本發明無需破壞電池包結構，即可有效便捷地測算Rc，從而對電池包連接電阻設計、電性能好壞和健康狀況判斷提供支持。
【專利說明】動力電池包內連接電阻檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電池測試領域，更具體地說，本發明涉及一種動力電池包內連接電阻檢測方法。
【背景技術】
[0002]動力電池包通常含有多個電池模組，每一電池模組內又設有一個以上的單體電池，單體電池需要利用大量的連接件，通過焊接、插接、螺栓等方式裝配成電池包，內連接電阻就是這一裝配過程中材料和連接方式的綜合體現。動力電池包內連接電阻既包括不同模組間的連接電阻，又包括每一模組內不同單體電池之間的連接電阻，其大小不僅能反應出電池包裝配程序和質量的好壞，而且會對電池包性能、特別是大倍率充放電性能有較大地影響。連接電阻的異常偏大將會造成電池包局部溫升增加，輕則影響電池包使用壽命，重則造成安全事故；從設計方面來說，較大的連接電阻會占用較大的分壓，以致直接降低電池包的大倍率充放電性能。因此，需要對內連接電阻進行檢測，以期為電池包的裝設程序設計、維修保養、安全性能等提供數據支持。
[0003]最理想的電池包內連接電阻檢測方法是使用采樣線將電池包內除電池以外的所有連接件和連接點都包括在內，采集連接件所占的分壓，并通過電流計算出這部分電阻的阻值。但是，在實際操作中，由于連接件和連接點眾多，加上檢測條件的限制，無法實現所有連接電阻的一一精確測量。
[0004]目前，通常采用增加專用采樣線路的方式對電池包的內連接電阻進行檢測，來評估電池包內連接件質量的好壞以及在使用過程中連接件的壽命變化；連接電阻檢測結合連接件狀況檢測，就可以進一步判斷出電池包內出現問題的電池連接件，從而對整個電池包的壽命和安全進行評估。但是，額外增加的專用采樣線路不僅會損壞原有電池包產品，而且會降低電池包的生產效率，提高其生產成本。
[0005]有鑒于此，確有必要提供一種無需額外增加采樣線路的動力電池包內連接電阻檢測方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于:提供一種無需額外增加采樣線路的動力電池包內連接電阻檢測方法，以在不損壞電池包的基礎上，實現其內連接電阻的便捷檢測。
[0007]為了實現上述發明目的，本發明提供了一種動力電池包內連接電阻檢測方法，其包括以下步驟:
[0008]I)在電池模組裝配前，使用測試設備測試各個單體電池的交流內阻Zi ；
[0009]2)在電池模組裝配后、電池包組裝前，使用測試設備測試各個電池模組的交流內阻Zm，并利用Zi計算出各個電池模組內所有單體電池的交流內阻綜合值Zt，再利用Zt和Zm計算出所有電池模組內連接電阻的綜合值Rci ；
[0010]3)電池包組裝好后，使用測試設備對動力電池包進行恒流放電，測算出電池包內各個電池模組的直流電阻Di以及整個電池包的直流電阻Dp，并利用Di和Dp計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco ；
[0011]4)利用模組內連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco，通過公式Re =Rci+Rco，計算出電池包內連接電阻綜合值Re ；
[0012]5)利用電池包內連接電阻綜合值Re對動力電池包內連接電阻進行評估。
[0013]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟2)中Zt的計算是根據單個電池模組中各個單體電池之間的串并聯關系利用Zi來計算的。
[0014]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟2)中利用Zt和Zm計算模組內連接電阻綜合值Rci的步驟為:先利用公式Rcit = Zm-Zt計算出各個電池模組內連接電阻綜合值Rcit，再根據各電池模組之間的串并聯關系、利用Rcit計算出所有電池模組內連接電阻綜合值Rci。
[0015]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟3)中利用Di和Dp計算所有模組間連接電阻Rco的步驟為:先利用各個電池模組的直流電阻D1、按各個電池模組之間的串并聯關系計算得到所有電池模組的直流電阻綜合值Dt，再利用公式Rco=Dp-Dt計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco。
[0016]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟3)中電池包的直流電阻Dp以及單個電池模組的直流電阻Di的算法為恒流放電前后的電壓差值除以放電電流。
[0017]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述每一電池模組由多個單體電池串聯、并聯或串并混聯而成，電池模組內單體電池之間的連接路線上連接有電壓采樣線；單個電池模組恒流放電前后的電壓值是通過電壓采樣線對其內所有單體電池放電前后電壓進行采樣而得到的。
[0018]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟1)、2)的測試設備為相同的交流阻抗測試設備，且步驟1)、2)的測試條件需保持一致。
[0019]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進，所述步驟3)的測試設備為恒流放電測試設備，其可以對電池包進行恒流放電并記錄電壓和電流。
[0020]作為本發明動力電池包內連接電阻檢測方法的一種改進,所述電池包為多個電池模組串聯、并聯或串并混聯而成，電池包中設有電流和電壓采樣系統。
[0021 ] 與現有技術相比，本發明動力電池包內連接電阻檢測方法無需破壞電池包結構，即可有效便捷地測算電池包內的連接電阻，對電池包連接電阻設計、電性能好壞和健康狀況判斷提供了支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明動力電池包內連接電阻檢測方法及其有益效果進行詳細說明，其中:
[0023]圖1為待測動力電池包的連接電阻示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的發明目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。
[0025]為了便于理解，以下首先對待測動力電池包的內連接電阻進行說明。
[0026]請參閱圖1，待測動力電池包內含有多個相同或不同的電池模組10，每一電池模組10內又設有一個以上的單體電池12。由于各個電池模組10之間的連接路線20上都存在連接電阻(包括各個連接件的自身電阻和不同連接方式產生的接觸電阻)，每一電池模組10內的相鄰單體電池12之間的連接路線14上也都存在連接電阻(包括各個連接件的自身電阻和不同連接方式產生的接觸電阻)，檢測條件的限制加上電池包保護的需要，使得動力電池包內連接電阻難以精確測量。因此，本發明給出一種通過測算模組內連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco，再以間接方式計算出動力電池包內連接電阻綜合值Re的方法，實現對動力電池內連接電阻的檢測，該檢測方法的步驟如下:
[0027]第一，測算所有電池模組10的內連接電阻綜合值Rci:
[0028]由于電壓采樣系統30的采樣線32連接在電池模組10內的連接路線14上，其采樣值包含了一部分模組內連接電阻的電壓降，因此，模組內連接電阻綜合值Rci無法采用直流電阻測算出，而只能采用交流電阻測算，其具體步驟為:
[0029]I)在電池模組10裝配前，利用測試設備測試各個單體電池12的交流電阻Z1、Z2、Z3…；所使用的測試設備為交流阻抗測試設備，如交流內阻儀器或其它可以測試電池交流內阻值的儀器；
[0030]2)在電池模組裝配后、電池包組裝前，通過交流阻抗測試設備測試得到每一電池模組10的交流電阻Zm ;對電池模組10的測試條件需確保和單體電池12的測試條件一致，包括溫度、荷電狀態等；
[0031]3)根據單體電池12的實際串并聯關系計算出各個電池模組10內所有單體電池12的交流電阻綜合值Zt，其中，電池單體12串聯時使用公式Zt = Z1+Z2+Z3…計算Zt，并聯時使用公式1/Zt = 1/Z1+1/Z2+1/Z3…計算Zt，串并混聯時根據實際情況選擇計算公式；然后再利用公式Rcit = Zm-Zt計算出單個電池模組的內連接電阻綜合值Rcit ；
[0032]4)根據各個電池模組10的實際串并聯關系計算出所有電池模組10的內連接電阻綜合值Rci，其中，電池模組10串聯時使用公式Rci = Rcil+Rci2+Rci3…計算Rci，并聯時使用公式1/Rci = 1/Rcil+1/Rci2+1/Rci3…計算Rci,串并混聯時根據實際情況選擇計算公式；
[0033]第二，測算所有模組間連接電阻綜合值Rco:
[0034]對于模組間連接電阻Rco來說，由于電池模組10間的連接路線20列在電壓采樣線32之外，因此模組間連接電阻Rco可以采用直流電阻測算，其具體步驟為:
[0035]I)電池包組裝好后，使用電池包測試設備對電池包進行電流為1、時間為t的恒流放電，利用現有電壓采樣系統30的采樣線32，對每一電池模組10的所有單體電池12放電前后電壓采樣得到W、Ut，利用公式Dl = (UO-Ut)/I計算出單個電池模組10的直流電阻D1、D2、D3...，并利用公式計算出所有電池模組10的直流電阻綜合值Dt——電池模組10串聯時利用公式Dt = D1+D2+D3…計算Dt，并聯時利用公式1/Dt = 1/D1+1/D2+1/D3計算Dt，串并混聯時根據實際情況選擇計算公式；此處的測試設備為恒流放電測試設備，其可以對電池包進行恒流放電并記錄電壓和電流；
[0036]2)同理，測得整個電池包放電前后的電壓分別為UpO、Upt,即可利用公式Dp =(UpO-Upt)/I計算出整個電池包的直流電阻Dp ；
[0037]3)利用公式Rco = Dp-Dt計算出所有模組間連接電阻綜合值Rco ；
[0038]第三，利用公式Re = Rci+Rco，計算出動力電池包內連接電阻綜合值Re。
[0039]利用本發明動力電池包內連接電阻檢測方法能有效篩選出電池包異常電芯或異常模組，同時對電池包的連接電阻進行批量統計比較能有效地剔除不良品和連接失效壞品，提高了產品的可靠性，降低了維修頻率和成本。利用該檢測方法測算出每個電池或每個模組的連接電阻，通過對測算出的電阻值進行統計分布分析，找到離散的異常電阻值，即可以確定出連接不良或失效品；對于數量少、不適用統計的電阻值可通過與前期測算的歷史數據分布進行比較，在歷史數據分布范圍之外即可確定出連接不良或失效品，為電池包產品的壽命預測、失效定位以及預防和預測電阻增加造成的局部溫度過高安全事故，提供有利的支持。
[0040]通過以上描述可知，本發明動力電池包內連接電阻檢測方法借助電池包原有的電壓采樣系統30檢測電池包內連接電阻，因此不需要另外在電池包中增加額外的電壓監測線，也就不會對電池包進行任何機械或電性能方面的破壞。另外，本發明的檢測方法不僅簡單便捷，而且能有效地將電池包的模組內連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco分別測算出來，有利于定位電池包內各部分連接線路的健康狀況，并且測算結果可為電池包內連接件的設計、電性能好壞和健康狀況的判斷提供支持。
[0041]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
【權利要求】
1.一種動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在電池模組裝配前，使用測試設備測試各個單體電池的交流內阻Zi； 2)在電池模組裝配后、電池包組裝前，使用測試設備測試各個電池模組的交流內阻Zm,并利用Zi計算出各個電池模組內所有單體電池的交流內阻綜合值Zt，再利用Zt和Zm計算出所有電池模組內連接電阻的綜合值Rci ； 3)電池包組裝好后，使用測試設備對動力電池包進行恒流放電，測算出電池包內各個電池模組的直流電阻Di以及整個電池包的直流電阻Dp，并利用Di和Dp計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco ； 4)利用模組內連接電阻綜合值Rci和模組間連接電阻綜合值Rco，通過公式Re=Rci+Rco，計算出電池包內連接電阻綜合值Re ； 5)利用電池包內連接電阻綜合值Re對動力電池包內連接電阻進行評估。
2.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟2)中Zt的計算是根據單個電池模組中各個單體電池之間的串并聯關系利用Zi來計算的。
3.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟2)中利用Zt和Zm計算模組內連接電阻綜合值Rci的步驟為:先利用公式Rcit = Zm-Zt計算出單個電池模組內連接電阻綜合值Rcit，再根據各電池模組之間的串并聯關系、利用Rcit計算出所有電池模組內連接電阻綜合值Re i。
4.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟3)中利用Di和Dp計算所有模組間連接電阻Rco的步驟為:先利用各個電池模組的直流電阻D1、按各個電池模組之間的串并聯關系計算得到所有電池模組的直流電阻綜合值Dt，再利用公式Rco = Dp-Dt計算出所有模組間連接電阻的綜合值Rco。
5.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟3)中電池包的直流電阻Dp以及單個電池模組的直流電阻Di的算法為恒流放電前后的電壓差值除以放電電流。
6.根據權利要求5所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述每一電池模組由多個單體電池串聯、并聯或串并混聯而成，電池模組內單體電池之間的連接路線上連接有電壓采樣線；單個電池模組恒流放電前后的電壓值是通過電壓采樣線對其內所有單體電池放電前后電壓進行采樣而得到的。
7.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟I)、2)的測試設備為相同的交流阻抗測試設備，且步驟I)、2)的測試條件需保持一致。
8.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述步驟3)的測試設備為恒流放電測試設備，其可以對電池包進行恒流放電并記錄電壓和電流。
9.根據權利要求1所述的動力電池包內連接電阻檢測方法，其特征在于，所述電池包為多個電池模組串聯、并聯或串并混聯而成，電池包中設有電流和電壓采樣系統。
【文檔編號】G01R27/14GK104237643SQ201410429798
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】劉凱, 陳玲, 曾佳佳, 姬宇, 蔡毅 申請人:寧德時代新能源科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
