一种电池过放电程度检测方法与流程

本发明涉及电池检测技术领域，尤其是涉及一种电池过放电程度检测方法。

背景技术：

电池由于其能量密度高，循环寿命长以及便携的特点，被广泛应用于各个领域，例如电子设备，储能电站，交通运输工具等，然而，电池在实际使用中具有自己的安全使用范围，超过安全范围之后对电池的寿命和安全性都会产生很大的影响。

电池在实际使用中往往成组使用，这对电池的一致性具有很高的要求，当电池组之间的一致性较差，或者相关的电池管理系统失效后，会导致部分电池单体被过放电，电池组的整体性能往往是由最差的电池单体所决定，因此，对电池过放电的程度进行检测是十分重要的，这对于电池在过放电之后是否还能够再使用至关重要，然而，当前对于电池过放电程度的检测只是简单的通过设定相应的阈值进行判断，并不能够准确地检测出电池的过放电程度。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电池过放电程度检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电池过放电程度检测方法，包括以下步骤：

1)将标准电池放电至截止电压成为放电态标准电池；

2)对放电态标准电池进行过放电；

3)实时获取该放电态标准电池在过放电过程中的荷电状态soc和电压v，并以此得到该放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)；

4)对待测电池进行过放电，并获取待测电池过放电终止时的端电压v0；

5)将待测过放电电池按照标准充电方式进行充电，并记录其是否能够充满电；

6)根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)结合待测电池过放电终止时的端电压v0以及是否能够充满电的结果获取待测电池的过放电程度。

所述的步骤1)中，截止电压具体为电池厂家规定的电池放电的截止电压。

所述的步骤2)中，通过将该放电态标准电池与多个满电态电池串联后对放电态标准电池进行过放电。

所述的步骤2)和步骤4)中，进行过放电的方式为恒流放电。

所述的步骤3)中，采用直接获取、安时积分法或容量比值法的方式获取电池的荷电状态soc。

所述的步骤3)中，电压v具体为在过放电过程中与荷电状态soc对应的电池端电压。

所述的步骤3)中，在放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系曲线中，纵坐标为电压v，横坐标为荷电状态soc，其范围为0～-100％。

所述的步骤3)中，在放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系曲线中，存在使得电压v最低为vmin时的荷电状态值socm，荷电状态值在0～socm范围内时，电压v呈单调递减变化，荷电状态值在socm～-100％范围内时，电压v呈单调递增变化，且当荷电状态值为-100％时，对应的电压v小于0。

所述的步骤6)中，获取待测电池的过放电程度具体为：

当待测电池的过放电终止时的端电压v0大于零时，则根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)，以及待测电池过放电终止时的端电压v0，确定待测电池的过放电的荷电状态。

所述的步骤6)中，获取待测电池的过放电程度具体为：

当待测电池的过放电终止时的端电压v0小于零时，根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)，以及待测电池的过放电终止时的端电压v0确定出两个可能的电池的过放电的荷电状态soc1和soc2，且soc1|＜|soc2|，再将待测电池进行充电，若待测电池能够充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较小的荷电状态soc1，若待测电池不能够充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较大的荷电状态soc2。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明所提出的一种电池过放电程度的检测方法，根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)曲线的特点，实际检测中，仅需获取电池过放电终止的端电压即可获取电池的过放电程度，无需增加格外的检测设备，能够在实际应用中对电池过放电程度进行准确的诊断。

附图说明

图1为本发明的总体流程框图。

图2为电池过放电的荷电状态和电压关系图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出了一种电池过放电程度检测方法，具体实施步骤如下：

1)将标准电池放电至截止电压，即电池厂家规定的电池放电的截止电压；

2)将其他满电态电池与放电态标准电池进行串联，对放电态标准电池进行过恒流放电；

3)获取放电态标准电池在过放电过程中的荷电状态soc以及在过放电过程中与荷电状态soc对应的电池端电压，本例中荷电状态soc的采取方式包括但不限于直接获取、安时积分法、容量比值法；

4)得到放电态标准电池在过放电过程中荷电状态与电压的关系；

5)将待测电池进行过放电测试，并获取过电池过放电终止时的端电压；

6)将过放电电池按照标准充电方式进行充电；

7)根据待测电池过放电结束时的端电压以及能否充满电的结果共同确定电池的过放电程度，具体为：

当待测电池的过放电结束时的端电压大于零时，根据电池的荷电状态和电压的关系，利用待测电池过放电的电压，确定待测电池的过放电的荷电状态soc。

当待测电池的过放电结束时的端电压小于零时，根据电池的荷电状态和电压的关系，利用待测电池过放电的电压，确定出两个可能的电池的过放电的荷电状态soc，再将待测电池进行充电，若待测电池能够充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较小的荷电状态soc；若待测电池不能够充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较大的荷电状态soc。

具体原理为：

若待测电池能够按照厂家规定标准的恒流恒压方式将电池充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较小的荷电状态。

实施例

本发明实施例中的实验对象是软包锂离子电池，将完全放电态电池与其余四个完全满电态电池进行串联，在室温25℃下，在充放电测试台架上进行过放电测试。将放电态电池完全过放电至-100％soc，在此期间，实时获取电池的端电压和放电容量，电池过放电的soc是根据放出的容量与电池标准容量的比值得到的，从而得到电池过放电时的soc与电池端电压的关系，如图2所示，本实施例中将待检测电池过放电至-1.93v，之后将过放电的电池按照标准充电方式进行充电，发现电池不能够充满电，并根据电池过放电的soc与电池过放电端电压的关系，判断出电池过放电的程度是-14.8％soc。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不能限制本发明，凡是在本发明的精神与原则之内，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将标准电池放电至截止电压成为放电态标准电池；

2)对放电态标准电池进行过放电；

3)实时获取该放电态标准电池在过放电过程中的荷电状态soc和电压v，并以此得到该放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)；

4)对待测电池进行过放电，并获取待测电池过放电终止时的端电压v0；

5)将待测过放电电池按照标准充电方式进行充电，并记录其是否能够充满电；

6)根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)结合待测电池过放电终止时的端电压v0以及是否能够充满电的结果获取待测电池的过放电程度。

2.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤1)中，截止电压具体为电池厂家规定的电池放电的截止电压。

3.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤2)中，通过将该放电态标准电池与多个满电态电池串联后对放电态标准电池进行过放电。

4.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤2)和步骤4)中，进行过放电的方式为恒流放电。

5.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤3)中，采用直接获取、安时积分法或容量比值法的方式获取电池的荷电状态soc。

6.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤3)中，电压v具体为在过放电过程中与荷电状态soc对应的电池端电压。

7.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤3)中，在放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系曲线中，纵坐标为电压v，横坐标为荷电状态soc，其范围为0～-100％。

8.根据权利要求7所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤3)中，在放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系曲线中，存在使得电压v最低为vmin时的荷电状态值socm，荷电状态值在0～socm范围内时，电压v呈单调递减变化，荷电状态值在socm～-100％范围内时，电压v呈单调递增变化，且当荷电状态值为-100％时，对应的电压v小于0。

9.根据权利要求8所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤6)中，获取待测电池的过放电程度具体为：

当待测电池的过放电终止时的端电压v0大于零时，则根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)，以及待测电池过放电终止时的端电压v0，确定待测电池的过放电的荷电状态。

10.根据权利要求1所述的一种电池过放电程度检测方法，其特征在于，所述的步骤6)中，获取待测电池的过放电程度具体为：

当待测电池的过放电终止时的端电压v0小于零时，根据放电态标准电池的荷电状态soc和电压v之间的关系v＝f(soc)，以及待测电池的过放电终止时的端电压v0确定出两个可能的电池的过放电的荷电状态soc1和soc2，且|soc1|＜|soc2|，再将待测电池进行充电，若待测电池能够充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较小的荷电状态soc1，若待测电池不能够充满电，则待测电池的过放电程度为绝对值较大的荷电状态soc2。

技术总结
本发明涉及一种电池过放电程度检测方法，包括以下步骤：1)将标准电池放电至截止电压成为放电态标准电池；2)对放电态标准电池进行过放电；3)实时获取该放电态标准电池在过放电过程中的荷电状态SOC和电压V，并以此得到该放电态标准电池的荷电状态SOC和电压V之间的关系V＝f(SOC)；4)对待测电池进行过放电，并获取待测电池过放电终止时的端电压V0；5)将待测过放电电池按照标准充电方式进行充电，并记录其是否能够充满电；6)根据放电态标准电池的荷电状态SOC和电压V之间的关系V＝f(SOC)结合待测电池过放电终止时的端电压V0以及是否能够充满电的结果获取待测电池的过放电程度。与现有技术相比，本发明具有操作简单、快速准确等优点。

技术研发人员：魏学哲;张广续;戴海峰;陈思琦
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2020.12.24
技术公布日：2021.03.23