本發(fā)明屬于電芯內(nèi)阻檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法，可以應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域與儲(chǔ)能領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在新能源汽車及儲(chǔ)能應(yīng)用中需要用到大量的可進(jìn)行充放電的電芯，而這些電芯在多次充放電后會(huì)出現(xiàn)一定程度的老化及有一定幾率出現(xiàn)損壞，必須尋找出那些老化嚴(yán)重或已經(jīng)出現(xiàn)損壞的電芯，提前做好預(yù)防或更換以防出現(xiàn)安全事故。電芯的內(nèi)阻是一個(gè)衡量電芯健康程度的重要參數(shù)，通過對電芯內(nèi)阻的追蹤，來監(jiān)測電芯的健康狀況。目前的監(jiān)測內(nèi)阻的方法普遍采用突變電流及其所引起的電壓突變的兩者之比，根據(jù)其計(jì)算的結(jié)果來標(biāo)定相應(yīng)的內(nèi)阻。這種方法有兩種弊端：首先，并不是所有的電流變化和電壓變化的數(shù)據(jù)都能拿來做內(nèi)阻運(yùn)算數(shù)據(jù)，需要電流、電壓變化達(dá)到一定的幅度(斜率越斜越好)才能滿足運(yùn)算要求，這就有很大的不確定性，不能保證實(shí)時(shí)性；第二，該方法的所得內(nèi)阻的誤差會(huì)比較大，BMS對于電壓及電流的采集本來就有一定的誤差，更主要的是突變的電壓電流的點(diǎn)會(huì)有急劇的抖動(dòng)這會(huì)增加采集的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法，該方法能實(shí)時(shí)監(jiān)測內(nèi)阻并且具有較高精度。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法，包括如下步驟：

S1、選取與待檢測電芯型號(hào)相同的全新電芯作為樣品電芯，并計(jì)算樣品電芯的初始內(nèi)阻R₀；

S2、對樣品電芯進(jìn)行充放電測試，記錄充放電過程中樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，根據(jù)樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)計(jì)算樣品電芯充放電過程中的內(nèi)阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K；

S3、待檢測電芯應(yīng)用時(shí)充放電過程中的內(nèi)阻R＝K*R₀。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述步驟S1具體為：

S101選取多個(gè)與待檢測電芯型號(hào)相同的全新電芯作為樣品電芯；

S102計(jì)算所述多個(gè)樣品電芯的平均初始內(nèi)阻R₀’。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述步驟S2具體為：

S201預(yù)先設(shè)定待測試溫度區(qū)域，將待測試溫度區(qū)域劃分為一個(gè)以上測試溫度區(qū)間，每一溫度測試區(qū)間內(nèi)設(shè)置有溫度測試點(diǎn)T_test；

S202在每個(gè)溫度測試點(diǎn)T_test上對所述樣品電芯進(jìn)行充放電測試，并記錄充放電過程中的樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，根據(jù)樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)計(jì)算樣品電芯充放電過程中的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，步驟S201中所述待測試溫度區(qū)域?yàn)?10℃至55℃；所述測試溫度區(qū)間的間隔為5℃。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述步驟S202中在每個(gè)溫度測試點(diǎn)T_test對所述樣品電芯進(jìn)行充放電測試并記錄充放電過程中的樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的過程為：

S202-1預(yù)先設(shè)定若干個(gè)SOC測試點(diǎn)T_soc；

S202-2在充放電過程中相應(yīng)SOC測試點(diǎn)T_soc處記錄樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述步驟S202-1具體為：

以樣品電芯的初始容量SOC₀為區(qū)間，以5％為間隔設(shè)定SOC測試點(diǎn)T_soc。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，重復(fù)多次執(zhí)行所述步驟S202-1，直至所述樣品電芯的SOH值下降至預(yù)設(shè)的SOC'值。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述SOC'值為樣品電芯初始容量SOC₀的80％。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述狀態(tài)信息數(shù)據(jù)包括：溫度T_t、充放電狀態(tài)S、電壓V_t、電阻R_t。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述步驟S202中根據(jù)樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)計(jì)算樣品電芯充放電過程中的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K的過程為：

根據(jù)充電過程中記錄的溫度T_t、電壓V_t及電阻R_t擬合出充電狀態(tài)的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K_c(T，V)；

根據(jù)放電過程中記錄的溫度T_t、電壓V_t及電阻R_t擬合出放電狀態(tài)的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K_d(T，V)。

定義說明：

SOC：全稱是State of Charge，荷電狀態(tài)，也叫剩余電量，代表的是電池或電芯使用一段時(shí)間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值。

SOH：全稱是Section Of Health，性能狀態(tài)，即電芯滿充容量相對額定容量的百分比。

放電倍率：電芯放電時(shí)放電電流與電芯的額定電容的比率。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

通過采用本發(fā)明的電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法，克服了現(xiàn)在技術(shù)中在估算內(nèi)阻時(shí)對電流、電壓變化幅度的依賴，并且避免了突變電流電壓的抖動(dòng)的采集誤差，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測內(nèi)阻并且具有較高精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法的流程圖；

圖2為圖1的電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法的步驟S1的流程圖；

圖3為圖1的電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法的步驟S2的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

一種電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法，包括如下步驟：

S1、選取與待檢測電芯型號(hào)相同的全新電芯作為樣品電芯，并計(jì)算樣品電芯的初始內(nèi)阻R₀。

步驟S1具體為：

S101選取多個(gè)與待檢測電芯型號(hào)相同的全新電芯作為樣品電芯；要說明的是，多個(gè)樣品電芯與待檢測電芯優(yōu)選為同一廠家生產(chǎn)的同一類型、同一批次的電芯。

S102計(jì)算所述多個(gè)樣品電芯的平均初始內(nèi)阻R₀’。

S2、對樣品電芯進(jìn)行充放電測試，記錄充放電過程中樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，根據(jù)樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)計(jì)算樣品電芯充放電過程中的內(nèi)阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K。

S3、待檢測電芯應(yīng)用時(shí)充放電過程中的內(nèi)阻R＝K*R₀。

所述步驟S2具體為：

S201預(yù)先設(shè)定待測試溫度區(qū)域，將待測試溫度區(qū)域劃分為一個(gè)以上測試溫度區(qū)間，每一溫度測試區(qū)間內(nèi)設(shè)置有溫度測試點(diǎn)T_test；每一溫度測試區(qū)間內(nèi)設(shè)置有溫度測試點(diǎn)T_test的優(yōu)選方式是：在每個(gè)溫度測試區(qū)間的中點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)溫度測試點(diǎn)T_test。其中，所述待測試溫度區(qū)域?yàn)?10℃至55℃；所述測試溫度區(qū)間的間隔為5℃。

S202在每個(gè)溫度測試點(diǎn)T_test上對所述樣品電芯進(jìn)行充放電測試，并記錄充放電過程中的樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，根據(jù)樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)計(jì)算樣品電芯充放電過程中的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K。

要說明的是，在每個(gè)溫度測試點(diǎn)T_test對所述樣品電芯進(jìn)行充放電測試并記錄充放電過程中的樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的過程為：

S202-1預(yù)先設(shè)定若干個(gè)SOC測試點(diǎn)T_soc，具體步驟為：以樣品電芯的初始容量SOC₀為區(qū)間，以5％為間隔設(shè)定SOC測試點(diǎn)T_soc。

進(jìn)一步的，重復(fù)多次執(zhí)行所述步驟S202-1，直至所述樣品電芯的SOH值下降至預(yù)設(shè)的SOC'值。其中，所述SOC'值為樣品電芯初始容量SOC₀的80％。

S202-2在充放電過程中相應(yīng)SOC測試點(diǎn)T_soc處記錄樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。具體的，狀態(tài)信息數(shù)據(jù)包括：溫度T_t、充放電狀態(tài)S、電壓V_t、電阻R_t。

所述步驟S202中根據(jù)樣品電芯的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)計(jì)算樣品電芯充放電過程中的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K的過程為：

根據(jù)充電過程中記錄的溫度T_t、電壓V_t及電阻R_t擬合出充電狀態(tài)的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K_c(T，V)；計(jì)算內(nèi)阻R時(shí)，先判斷當(dāng)前溫度T屬于哪一溫度測試區(qū)間內(nèi)，再根據(jù)其所屬溫度測試區(qū)間內(nèi)的溫度測試點(diǎn)T_test對應(yīng)的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K_c(T，V)計(jì)算電阻R，R＝K_c(T，V)*R₀。

根據(jù)放電過程中記錄的溫度T_t、電壓V_t及電阻R_t擬合出放電狀態(tài)的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K_d(T，V)。計(jì)算內(nèi)阻R時(shí)，先判斷當(dāng)前溫度T屬于哪一溫度測試區(qū)間內(nèi)，再根據(jù)其所屬溫度測試區(qū)間內(nèi)的溫度測試點(diǎn)T_test對應(yīng)的電阻轉(zhuǎn)換系數(shù)K_d(T，V)計(jì)算電阻R，R＝K_d(T，V)*R₀。

其中，將所述樣品電芯進(jìn)行反復(fù)的充放電測試，在充放電測試過程中將SOC由100％至0％劃分為若干記錄點(diǎn)，每個(gè)記錄點(diǎn)收集狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。

步驟S2中所述測試溫度區(qū)間主要根據(jù)待測電芯應(yīng)用環(huán)境的溫度區(qū)間進(jìn)行選擇設(shè)定，合理的溫度區(qū)間設(shè)置可提高測試數(shù)據(jù)的有效性和實(shí)用性。溫度區(qū)間間隔可根據(jù)測試精度和分析統(tǒng)計(jì)的需求進(jìn)行選擇，在其他實(shí)施例中，溫度區(qū)間間隔可為2℃至10℃中的任一選擇。

在步驟S2中，在每個(gè)測試點(diǎn)T_test進(jìn)行相同的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)收集測試，直至所述樣品電芯的SOH下降到80％。根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1188-1996中的規(guī)定，當(dāng)動(dòng)力電池的容量能力下降到80％時(shí)，即SOH小于80％時(shí)，電池已經(jīng)老化到一定程度，就應(yīng)該更換電池。本發(fā)明方法中設(shè)定的SOH下降限值符合實(shí)際應(yīng)用要求，具有更高的實(shí)用性。

通過采用本發(fā)明的電芯內(nèi)阻動(dòng)態(tài)檢測方法，克服了現(xiàn)在技術(shù)中在估算內(nèi)阻時(shí)對電流、電壓變化幅度的依賴，并且避免了突變電流電壓的抖動(dòng)的采集誤差，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測內(nèi)阻并且具有較高精度。

以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。