一种基于快速充放电的电池检测方法和装置与流程

本发明属于电池检测领域，具体涉及一种基于快速充放电的电池检测方法和装置。

背景技术：

1、锂离子电池目前的最大缺陷就在于它的单个电池容量较低，普遍在2~4ah左右，因此电动汽车整车所需的电池数量非常多，比如特斯拉汽车就要7000-8000只锂离子电池可靠地连接成模组。因此，这么多的电池数量，对电池管理一致性要求更高。铅酸电池或锂电池组包的不一致会影响电池的使用性能，甚至会带来一些安全隐患，

2、然而现有技术中常见的电池检测只能提供较为单一的测试，不能覆盖组包之前的所有测试要求。

3、目前使用的内阻测试方案1如图1所示：单片机复位后，其控制端输出高电平，将模拟开关的控制端in置1，然后连续对电压表进行检测。当检测到电压表有输入电压时，单片机将模拟开关的控制端in置0，则d端与s端之间呈断开状态，此时电压表测量所得的电压值为电源的电动势e。单片机通过数据总线将数字万用表测量所得的电压数据存入单片机存储器中。然后单片机再将模拟开关的控制端in置1，则d端与s端之间呈导通状态。此时电压表测量所得的电压值为模拟开关，电阻r1和r三者承受的总电压u1，单片机将该电压数据读入到单片机存储器中。利用串联电路分压公式u=100u1/199.5 ，单片机计算出u。再利用公式 r=(e/u-1)/r，单片机计算出电池内阻r(公式中的r1=r+0.5=99.5ω）。单片机通过接口电路将计算结果送入电压表显示电路，显示出电池内阻r的值。此电路有一个问题，只能用于检测电池内阻，检测的精度还是由电阻精度和电压表精度决定。

4、常见的内阻测试方案2如图2所示：其中r01，r02，r03为电桥内设电阻，rx为含电动势e的电池内阻。电阻r00和开关k跨接在电桥a至b之间，根据戴维南定理，从n，g两点看去，有图3所示的等效电路。其中e0为开路电压，r0为等效电阻。当电路满足电桥平衡条件r02/r01=r03/rx时，上述等效电路电压源e0和等效电阻r0均不因开关k的接通和断开状态而改变，即在开关k接通和断开状态下均有

5、e0=e[(r01+r02)/(r01+r02+r03+rx)]=e[r01/(r01+rx)]

6、r0=(r01+r02)//(r03+rx)=（r02//r03)+(r01//rx)

7、只要在n、g之间接入一只直流电流表，反复接通和断开开关k，并调节r01，r02，直到开关状态变化时，电流表读数不变，此时便可依公式算出电池内阻：rx=r01*(r03/r02)，这就构成一个用不平衡电桥原理测量电池内阻的装置。此电路有一个问题，只能用于检测电池内阻，电桥电阻r01，r02，r03的选择影响测量灵敏度，电阻r00对电桥灵敏度及电池放电有影响。

8、同时，现有技术中常见的对于锂电池的充放电曲线，只有专门的测试设备可以量测，但这种测试时间较长，价格也十分昂贵。

9、因此，对于在电池组包前，批量电池快速检测和筛选目前还没有较好的解决方案。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于快速充放电的电池检测方法和装置，通过快速的充放电，快速、精准的同时检测电池的充放电容量以及内阻数据，为电池组包之前的电池品质判断提供依据。

2、实现本发明目的的具体技术方案为：

3、一种基于快速充放电的电池检测方法，包括以下步骤：

4、步骤1、对待测电池进行充电，待测电池在充电过程中串接一个电阻，在充电过程中采集待测电池的电压，根据采集的电压确定待测电池的充电容量；

5、步骤2、对待测电池进行放电，待测电池在放电过程中串接一个电阻，在放电过程中采集待测电池的电压，根据采集的电压确定待测电池的放电容量；

6、步骤3、根据待测电池在充电过程以及放电过程中的电压数据确定待测电池的内阻；

7、步骤4、根据步骤1-3获取的待测电池参数以及设定的阈值，筛选合格电池。

8、本发明还提供一种基于快速充放电的电池检测装置，包括电池固定单元、充电单元、放电单元、数据采集单元、mcu单元和开关单元；

9、所述电池固定单元用于固定待测电池，所述电池固定单元与数据采集单元连接，并分别通过开关单元与充电单元、放电单元连接；

10、所述开关单元在mcu单元的控制下控制通断，用于控制电池固定单元与充电单元、放电单元的连接；

11、所述充电单元用于对待测电池进行恒压恒流充电，放电单元用于对待测电池进行恒流放电，所述充电单元和放电单元分别与mcu单元连接；

12、所述数据采集单元分别与mcu单元和电池固定单元连接，用于在mcu单元的控制下采集待测电池的充放电数据，mcu单元根据该充放电数据获得电池参数，并判断电池是否合格。

13、进一步的，所述电池固定单元包括多个固定模块，多个固定模块串接，用于对多组待测电池进行固定和检测；

14、所述固定模块包括多个并接的电池固定接线组，用于对多个待测电池进行固定和检测；

15、所述电池固定接线组包括电池固定夹，采样电阻，充电接口，放电接口，数据采集接口，其中电池固定夹用于固定待检测的电池，待测电池与采样电阻串接，充电接口，放电接口，数据采集接口分别与充电单元、放电单元、数据采集单元连接。

16、进一步的，所述mcu单元根据数据采集单元采集的待测电池的充电阶段的时间-电压曲线，得到被测电池的充电容量q1=k1/k*qc；

17、其中，k1为待测电池的充电阶段的时间-电压曲线斜率，k为电池标准充电斜率，qc为电池标准容量。

18、所述mcu单元根据数据采集单元采集的待测电池的放电阶段的时间-电压曲线，得到被测电池的放电容量q2= k3/k*qc；

19、其中，k3为待测电池的放电阶段的时间-电压曲线斜率，k为电池标准放电斜率，qc为电池标准容量；

20、所述mcu单元根据数据采集单元采集的待测电池充电过程中的最终充电电压v1，以及放电过程中的初始电压v2，确定待测电池的内阻r=(v1-v2)/i；

21、其中，i为设定的恒流放电电流值。

22、进一步的，所述mcu单元根据待测电池参数设置充电电压，包括：

23、恒流充电电压 v_cpwm=i*r*gain

24、恒流充电截止电压 v_pwm=v*r1/(r1+r2 )；

25、其中，i为设定的充电电流值，r为充电采样电阻阻值，gain为放大倍数，v为设定的恒流充电的最大电压，r1、r2为分压电阻阻值。

26、进一步的，所述mcu单元根据待测电池参数设置放电电压：

27、恒流放电电压v_dis=i*r*gain

28、其中，i为设定的放电电流值，r为放电采样电阻阻值，gain为放大倍数。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

30、本发明的技术方案可以一次性对多个电池进行快速检测，同时基于充放电过程中采集的参数快速、精确的获取电池的充电容量、充电曲线、放电容量、放电曲线以及内阻参数，快速筛选出品质不良的电池，提高检测效率。

31、下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。