动力电池包内连接电阻检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种动力电池包内连接电阻检测方法，其包括以下步骤：1)在电池模组装配前，测试各个单体电池的交流内阻Zi；2)电池模组装配后、电池包组装前，测试各电池模组的交流内阻Zm，并利用Zi和Zm计算电池模组内连接电阻综合值Rci；3)对动力电池包恒流放电，测算出各电池模组的直流电阻Di以及电池包的直流电阻Dp，并利用Di和Dp计算模组间连接电阻综合值Rco；4)通过公式Rc＝Rci+Rco计算电池包内连接电阻综合值Rc；5)利用Rc对动力电池包内连接电阻进行评估。本发明无需破坏电池包结构，即可有效便捷地测算Rc，从而对电池包连接电阻设计、电性能好坏和健康状况判断提供支持。
【专利说明】动力电池包内连接电阻检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电池测试领域，更具体地说，本发明涉及一种动力电池包内连接电阻检测方法。
【背景技术】
[0002]动力电池包通�：卸喔龅绯啬Ｗ椋恳坏绯啬Ｗ槟谟稚栌幸桓鲆陨系牡ヌ宓绯兀ヌ宓绯匦枰么罅康牧蛹ü附印⒉褰�、螺栓等方式装配成电池包，内连接电阻就是这一装配过程中材料和连接方式的综合体现。动力电池包内连接电阻既包括不同模组间的连接电阻，又包括每一模组内不同单体电池之间的连接电阻，其大小不仅能反应出电池包装配程序和质量的好坏，而且会对电池包性能、特别是大倍率充放电性能有较大地影响。连接电阻的异常偏大将会造成电池包局部温升增加，轻则影响电池包使用寿命，重则造成安全事故；从设计方面来说，较大的连接电阻会占用较大的分压，以致直接降低电池包的大倍率充放电性能。因此，需要对内连接电阻进行检测，以期为电池包的装设程序设计、维修保养、安全性能等提供数据支持。
[0003]最理想的电池包内连接电阻检测方法是使用采样线将电池包内除电池以外的所有连接件和连接点都包括在内，采集连接件所占的分压，并通过电流计算出这部分电阻的阻值。但是，在实际操作中，由于连接件和连接点众多，加上检测条件的限制，无法实现所有连接电阻的一一精确测量。
[0004]目前，通常采用增加专用采样线路的方式对电池包的内连接电阻进行检测，来评估电池包内连接件质量的好坏以及在使用过程中连接件的寿命变化；连接电阻检测结合连接件状况检测，就可以进一步判断出电池包内出现问题的电池连接件，从而对整个电池包的寿命和安全进行评估。但是，额外增加的专用采样线路不仅会损坏原有电池包产品，而且会降低电池包的生产效率，提高其生产成本。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种无需额外增加采样线路的动力电池包内连接电阻检测方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:提供一种无需额外增加采样线路的动力电池包内连接电阻检测方法，以在不损坏电池包的基础上，实现其内连接电阻的便捷检测。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明提供了一种动力电池包内连接电阻检测方法，其包括以下步骤:
[0008]I)在电池模组装配前，使用测试设备测试各个单体电池的交流内阻Zi ；
[0009]2)在电池模组装配后、电池包组装前，使用测试设备测试各个电池模组的交流内阻Zm，并利用Zi计算出各个电池模组内所有单体电池的交流内阻综合值Zt，再利用Zt和Zm计算出所有电池模组内连接电阻的综合值Rci ；
[0010]3)电池包组装好后，使用测试设备对动力电池包进行恒流放电，测算出电池包内各个电池模组的直流电阻Di以及整个电池包的直流电阻Dp，并利用Di和Dp计算出所有模组间连接电阻的综合值Rco ；
[0011]4)利用模组内连接电阻综合值Rci和模组间连接电阻综合值Rco，通过公式Re =Rci+Rco，计算出电池包内连接电阻综合值Re ；
[0012]5)利用电池包内连接电阻综合值Re对动力电池包内连接电阻进行评估。
[0013]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述步骤2)中Zt的计算是根据单个电池模组中各个单体电池之间的串并联关系利用Zi来计算的。
[0014]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述步骤2)中利用Zt和Zm计算模组内连接电阻综合值Rci的步骤为:先利用公式Rcit = Zm-Zt计算出各个电池模组内连接电阻综合值Rcit，再根据各电池模组之间的串并联关系、利用Rcit计算出所有电池模组内连接电阻综合值Rci。
[0015]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述步骤3)中利用Di和Dp计算所有模组间连接电阻Rco的步骤为:先利用各个电池模组的直流电阻D1、按各个电池模组之间的串并联关系计算得到所有电池模组的直流电阻综合值Dt，再利用公式Rco=Dp-Dt计算出所有模组间连接电阻的综合值Rco。
[0016]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述步骤3)中电池包的直流电阻Dp以及单个电池模组的直流电阻Di的算法为恒流放电前后的电压差值除以放电电流。
[0017]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述每一电池模组由多个单体电池串联、并联或串并混联而成，电池模组内单体电池之间的连接路线上连接有电压采样线；单个电池模组恒流放电前后的电压值是通过电压采样线对其内所有单体电池放电前后电压进行采样而得到的。
[0018]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述步骤1)、2)的测试设备为相同的交流阻抗测试设备，且步骤1)、2)的测试条件需保持一致。
[0019]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进，所述步骤3)的测试设备为恒流放电测试设备，其可以对电池包进行恒流放电并记录电压和电流。
[0020]作为本发明动力电池包内连接电阻检测方法的一种改进,所述电池包为多个电池模组串联、并联或串并混联而成，电池包中设有电流和电压采样系统。
[0021 ] 与现有技术相比，本发明动力电池包内连接电阻检测方法无需破坏电池包结构，即可有效便捷地测算电池包内的连接电阻，对电池包连接电阻设计、电性能好坏和健康状况判断提供了支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明动力电池包内连接电阻检测方法及其有益效果进行详细说明，其中:
[0023]图1为待测动力电池包的连接电阻示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0025]为了便于理解，以下首先对待测动力电池包的内连接电阻进行说明。
[0026]请参阅图1，待测动力电池包内含有多个相同或不同的电池模组10，每一电池模组10内又设有一个以上的单体电池12。由于各个电池模组10之间的连接路线20上都存在连接电阻(包括各个连接件的自身电阻和不同连接方式产生的接触电阻)，每一电池模组10内的相邻单体电池12之间的连接路线14上也都存在连接电阻(包括各个连接件的自身电阻和不同连接方式产生的接触电阻)，检测条件的限制加上电池包保护的需要，使得动力电池包内连接电阻难以精确测量。因此，本发明给出一种通过测算模组内连接电阻综合值Rci和模组间连接电阻综合值Rco，再以间接方式计算出动力电池包内连接电阻综合值Re的方法，实现对动力电池内连接电阻的检测，该检测方法的步骤如下:
[0027]第一，测算所有电池模组10的内连接电阻综合值Rci:
[0028]由于电压采样系统30的采样线32连接在电池模组10内的连接路线14上，其采样值包含了一部分模组内连接电阻的电压降，因此，模组内连接电阻综合值Rci无法采用直流电阻测算出，而只能采用交流电阻测算，其具体步骤为:
[0029]I)在电池模组10装配前，利用测试设备测试各个单体电池12的交流电阻Z1、Z2、Z3…；所使用的测试设备为交流阻抗测试设备，如交流内阻仪器或其它可以测试电池交流内阻值的仪器；
[0030]2)在电池模组装配后、电池包组装前，通过交流阻抗测试设备测试得到每一电池模组10的交流电阻Zm ;对电池模组10的测试条件需确�：偷ヌ宓绯�12的测试条件一致，包括温度、荷电状态等；
[0031]3)根据单体电池12的实际串并联关系计算出各个电池模组10内所有单体电池12的交流电阻综合值Zt，其中，电池单体12串联时使用公式Zt = Z1+Z2+Z3…计算Zt，并联时使用公式1/Zt = 1/Z1+1/Z2+1/Z3…计算Zt，串并混联时根据实际情况选择计算公式；然后再利用公式Rcit = Zm-Zt计算出单个电池模组的内连接电阻综合值Rcit ；
[0032]4)根据各个电池模组10的实际串并联关系计算出所有电池模组10的内连接电阻综合值Rci，其中，电池模组10串联时使用公式Rci = Rcil+Rci2+Rci3…计算Rci，并联时使用公式1/Rci = 1/Rcil+1/Rci2+1/Rci3…计算Rci,串并混联时根据实际情况选择计算公式；
[0033]第二，测算所有模组间连接电阻综合值Rco:
[0034]对于模组间连接电阻Rco来说，由于电池模组10间的连接路线20列在电压采样线32之外，因此模组间连接电阻Rco可以采用直流电阻测算，其具体步骤为:
[0035]I)电池包组装好后，使用电池包测试设备对电池包进行电流为1、时间为t的恒流放电，利用现有电压采样系统30的采样线32，对每一电池模组10的所有单体电池12放电前后电压采样得到W、Ut，利用公式Dl = (UO-Ut)/I计算出单个电池模组10的直流电阻D1、D2、D3...，并利用公式计算出所有电池模组10的直流电阻综合值Dt——电池模组10串联时利用公式Dt = D1+D2+D3…计算Dt，并联时利用公式1/Dt = 1/D1+1/D2+1/D3计算Dt，串并混联时根据实际情况选择计算公式；此处的测试设备为恒流放电测试设备，其可以对电池包进行恒流放电并记录电压和电流；
[0036]2)同理，测得整个电池包放电前后的电压分别为UpO、Upt,即可利用公式Dp =(UpO-Upt)/I计算出整个电池包的直流电阻Dp ；
[0037]3)利用公式Rco = Dp-Dt计算出所有模组间连接电阻综合值Rco ；
[0038]第三，利用公式Re = Rci+Rco，计算出动力电池包内连接电阻综合值Re。
[0039]利用本发明动力电池包内连接电阻检测方法能有效筛选出电池包异常电芯或异常模组，同时对电池包的连接电阻进行批量统计比较能有效地剔除不良品和连接失效坏品，提高了产品的可靠性，降低了维修频率和成本。利用该检测方法测算出每个电池或每个模组的连接电阻，通过对测算出的电阻值进行统计分布分析，找到离散的异常电阻值，即可以确定出连接不良或失效品；对于数量少、不适用统计的电阻值可通过与前期测算的历史数据分布进行比较，在历史数据分布范围之外即可确定出连接不良或失效品，为电池包产品的寿命预测、失效定位以及预防和预测电阻增加造成的局部温度过高安全事故，提供有利的支持。
[0040]通过以上描述可知，本发明动力电池包内连接电阻检测方法借助电池包原有的电压采样系统30检测电池包内连接电阻，因此不需要另外在电池包中增加额外的电压监测线，也就不会对电池包进行任何机械或电性能方面的破坏。另外，本发明的检测方法不仅简单便捷，而且能有效地将电池包的模组内连接电阻综合值Rci和模组间连接电阻综合值Rco分别测算出来，有利于定位电池包内各部分连接线路的健康状况，并且测算结果可为电池包内连接件的设计、电性能好坏和健康状况的判断提供支持。
[0041]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【权利要求】
1.一种动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在电池模组装配前，使用测试设备测试各个单体电池的交流内阻Zi； 2)在电池模组装配后、电池包组装前，使用测试设备测试各个电池模组的交流内阻Zm,并利用Zi计算出各个电池模组内所有单体电池的交流内阻综合值Zt，再利用Zt和Zm计算出所有电池模组内连接电阻的综合值Rci ； 3)电池包组装好后，使用测试设备对动力电池包进行恒流放电，测算出电池包内各个电池模组的直流电阻Di以及整个电池包的直流电阻Dp，并利用Di和Dp计算出所有模组间连接电阻的综合值Rco ； 4)利用模组内连接电阻综合值Rci和模组间连接电阻综合值Rco，通过公式Re=Rci+Rco，计算出电池包内连接电阻综合值Re ； 5)利用电池包内连接电阻综合值Re对动力电池包内连接电阻进行评估。
2.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述步骤2)中Zt的计算是根据单个电池模组中各个单体电池之间的串并联关系利用Zi来计算的。
3.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述步骤2)中利用Zt和Zm计算模组内连接电阻综合值Rci的步骤为:先利用公式Rcit = Zm-Zt计算出单个电池模组内连接电阻综合值Rcit，再根据各电池模组之间的串并联关系、利用Rcit计算出所有电池模组内连接电阻综合值Re i。
4.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述步骤3)中利用Di和Dp计算所有模组间连接电阻Rco的步骤为:先利用各个电池模组的直流电阻D1、按各个电池模组之间的串并联关系计算得到所有电池模组的直流电阻综合值Dt，再利用公式Rco = Dp-Dt计算出所有模组间连接电阻的综合值Rco。
5.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述步骤3)中电池包的直流电阻Dp以及单个电池模组的直流电阻Di的算法为恒流放电前后的电压差值除以放电电流。
6.根据权利要求5所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述每一电池模组由多个单体电池串联、并联或串并混联而成，电池模组内单体电池之间的连接路线上连接有电压采样线；单个电池模组恒流放电前后的电压值是通过电压采样线对其内所有单体电池放电前后电压进行采样而得到的。
7.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述步骤I)、2)的测试设备为相同的交流阻抗测试设备，且步骤I)、2)的测试条件需保持一致。
8.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述步骤3)的测试设备为恒流放电测试设备，其可以对电池包进行恒流放电并记录电压和电流。
9.根据权利要求1所述的动力电池包内连接电阻检测方法，其特征在于，所述电池包为多个电池模组串联、并联或串并混联而成，电池包中设有电流和电压采样系统。
【文档编号】G01R27/14GK104237643SQ201410429798
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】刘凯, 陈玲, 曾佳佳, 姬宇, 蔡毅 申请人:宁德时代新能源科技有限公司
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