一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法与流程

1.本发明涉及锂离子蓄电池的一致性筛选领域，具体涉及一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法。


背景技术：

2.锂离子蓄电池组(以下简称蓄电池组)通常采用多个锂离子蓄电池单体(以下简称蓄电池单体)串并联组成，蓄电池组的寿命通常受到蓄电池组内最差性能蓄电池单体的制约，因此蓄电池组内部蓄电池单体的一致性对于蓄电池组的性能具有重要的影响。目前组成蓄电池组的蓄电池单体的筛选主要包括静态筛选和动态筛选两种，其中静态筛选通过对蓄电池单体内阻、开路电压、容量等参数进行匹配，其优点是利用蓄电池单体生产过程中数据，筛选速度快，缺点是误差大，有时不能够真实反映蓄电池单体的动态特性。动态筛选是将蓄电池单体按照指定工况进行放电，通过对放电曲线匹配进行筛选，该方法的优点是相对精确，但是数据点较多，速度慢，数据繁琐。而锂离子蓄电池的等效模型中包含了电阻元件和电容元件，上述的筛选方法仅仅能够反应出电阻的特性，对于高功率锂离子蓄电池而言，其中的电容特性也具有重要的意义。
3.因此，需提供一种方法能够更快筛选出一致性较好的高功率锂离子蓄电池并且更准确的反应高功率锂离子蓄电池的特性。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种高功率锂离子蓄电池的一致性筛选方法，实现快速、准确的锂离子蓄电池筛选，同时能够兼顾锂离子电池中的电阻特性和电容特性。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，包括以下步骤：
6.s1：将待筛选的锂离子蓄电池充电至指定的电压和电流；
7.s2：通过电子负载对该锂离子蓄电池进行指定时间的高频脉冲放电；
8.s3：通过示波器采集步骤s2中该锂离子蓄电池的电流和电压的变化波形；
9.s4：以电压变化的峰峰值除以电流变化的峰峰值，求该锂离子蓄电池的等效电阻；
10.s5：重复上述步骤s1～步骤s4，完成多个锂离子蓄电池的等效电阻的计算，对该些锂离子蓄电池的等效电阻进行统计分析，选取具有一致性的锂离子蓄电池。
11.优选地，所述步骤s1中，对该锂离子蓄电池的充电先以恒流方式充电至指定的电压，然后再以恒压充电的方式充电至指定的电流，该指定的电压在3.9v～4.1v之间。
12.优选地，所述步骤s2中电子负载对该些锂离子蓄电池的放电时间不超过1分钟。
13.优选地，所述步骤s2中电子负载对该些锂离子蓄电池放电的频率在1khz～4k hz之间。
14.优选地，所述步骤s2中电子负载对该些锂离子蓄电池的放电的倍率在1c～5c。
15.优选地，所述步骤s5中，该些锂离子蓄电池的等效电阻行统计分析方法为计算该
些锂离子蓄电池的等效电阻的标准差δ，并从该些锂离子蓄电池中选取一倍标准差δ至三倍标准差3δ之间的锂离子蓄电池，从而选出具有一致性的锂离子蓄电池。
16.本发明提供的种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法取得的有益效果是：
17.通过对锂离子蓄电池进行高频大电流脉冲放电，以电压波动情况和电流波动情况计算得到等效电阻对锂离子蓄电池进行筛选，同时对锂离子蓄电池内部的电阻特性和电容特性进行筛选，准确反映蓄电池内部动态特性和功率特性，筛选方法快速、准确，提升单体一致性。
附图说明
18.图1为本发明的筛选方法流程图；
19.图2为采用本发明筛选的锂离子蓄电池单体放电过程中单体电压曲线。
具体实施方式
20.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
21.如图1所示，本发明提供的一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，包括以下步骤：
22.步骤1、以30ah锂离子蓄电池作为单体为例，在常温下(20℃)对该30ah锂离子蓄电池以6a的电流持续充电至其电压达到4.0v，再对该30ah锂离子蓄电池以恒压方式(将蓄电池的电压保持在4.0v)持续充电至充电电流小于1.5a结束。
23.步骤2、对步骤1中的完成充电的30ah锂离子蓄电池通过电子负载以3k hz频率，60a电流进行脉冲放电1分钟。
24.步骤3、采用示波器对步骤2进行过程中的锂离子蓄电池的电流和电压变化情况进行实时监测。
25.步骤4、根据图2中采集到的监测数据，30ah锂离子蓄电池在该电子负载加载下的电流波动值为78a，电压波动值为266mv，根据该值计算得出30ah锂离子蓄电池的等效电阻为3.4mω。
26.步骤5、反复执行步骤s1～步骤s4，分别计算多个同类型的(本实施例中即全部对30ah锂离子蓄电池进行计算)锂离子蓄电池的等效电阻；根据各个单体的30ah锂离子蓄电池计算得到的等效电阻，采取统计分析的方法计算该些30ah锂离子蓄电池的等效电阻的标准差δ，选取1δ范围内的锂离子蓄电池单体进行组装。图2所示为采用该方法筛选得到的11个单体串联锂离子蓄电池组在进行6a和150a放电过程中的电压情况，可以看出蓄电池组内各单体电压一致性优异。
27.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。


技术特征：
1.一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将待筛选的锂离子蓄电池充电至指定的电压和电流；s2：通过电子负载对该锂离子蓄电池进行指定时间的高频脉冲放电；s3：通过示波器采集步骤s2中该锂离子蓄电池的电流和电压的变化波形；s4：以电压变化的峰峰值除以电流变化的峰峰值，求该锂离子蓄电池的等效电阻；s5：重复执行步骤s1～步骤s4，完成多个锂离子蓄电池的等效电阻的计算，对该些锂离子蓄电池的等效电阻进行统计分析，选取具有一致性的锂离子蓄电池。2.如权利要求1所述的高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，其特征在于，所述步骤s1中，对该锂离子蓄电池先以恒流方式充电至指定的电压，然后再以恒压充电的方式充电至指定的电流，该指定的电压在3.9v～4.1v之间。3.如权利要求1所述的高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，其特征在于，所述步骤s2中电子负载对该些锂离子蓄电池的放电时间不超过1分钟。4.如权利要求1所述的高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，其特征在于，所述步骤s2中电子负载对该些锂离子蓄电池放电的频率在1k hz～5k hz之间。5.如权利要求1所述的高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，其特征在于，所述步骤s2中电子负载对该些锂离子蓄电池的放电的倍率在1c～5c。6.如权利要求1所述的高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，其特征在于，所述步骤s5中，该些锂离子蓄电池的等效电阻行统计分析方法为计算该些锂离子蓄电池的等效电阻的标准差δ，并从该些锂离子蓄电池中选取一倍标准差δ至三倍标准差3δ之间的锂离子蓄电池，从而选出具有一致性的锂离子蓄电池。

技术总结
本发明提供了一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，包括以下步骤：S1：将待筛选的锂离子蓄电池均充电至指定的电压和电流；S2：通过电子负载对该锂离子蓄电池进行指定时间的高频脉冲放电；S3：通过示波器采集步骤S2中该锂离子蓄电池的电流和电压的变化波形；S4：以电压变化的峰峰值除以电流变化的峰峰值，求该锂离子蓄电池的等效电阻；S5：重复执行步骤S1～步骤S4，完成多个锂离子蓄电池的等效电阻的计算，对该些锂离子蓄电池的等效电阻进行统计分析，选取具有一致性的锂离子蓄电池。本发明提供的一种高功率锂离子蓄电池一致性筛选方法，能够精确反应蓄电池的功率特性，速度快，精度高，一致性好。一致性好。一致性好。


技术研发人员：郭向飞 谢盛 方博杰 王旖旎 于长剑 顾梅嵘 戴炜 杨帆
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：2021.06.17
技术公布日：2021/9/17