CN103901350A - 一种废旧动力电池二次使用的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废旧动力电池二次使用的筛选方法，先通过对电池包整体进行充放电，通过测试时BMS记录的数据，在放电过程中，选取2-4个SOC点，SOC数值在20%-90%之间，读取各个串联单体的电压；将偏离出大部分电池的电压值超过5%的电池认定为有问题的电池，剩余电池即初步认定为健康状态电池；测量余下每只电池的内阻，通过内阻值进行第二次筛选，将偏离大部分电芯正常内阻20%的电芯剔除，筛选结束；在剩余电池中，随机挑选出10只电池进行一次充放电，将10只电池的平均容量，默认为所有健康状态的电池的容量值。本发明所述方法相对现有技术的检测方法，大幅减少了充放电的次数，新的筛选方法所需时间仅为传统方法的约1/10，且大大减少了对充放电设备的数量需求，减少了设备投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种废旧动力电池二次使用的筛选方法，尤其涉及一种电动汽车使用后报废的动力磷酸铁锂（LFP）锂离子电池的筛选方法，属于动力锂离子电池技术领域。
背景技术
能源与环境已成为当前全球最为关注的问题。传统燃油汽车作为消耗石油资源和污染环境的大户，正在不断受到新型清洁能源汽车的冲击。电动汽车以电代油，能够实现“零排放”与“低噪音”，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车开始在世界范围内逐渐推广应用。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势已经成为普遍共识。目前，电动汽车主要是以高能量密度的锂离子电池为主，从现有情况推测来看未来几年锂离子电池将保持高速增长态势，预计到2020年电动汽车对锂离子动力电池需求将到达450亿～550亿Wh，而2030年将超过1000亿Wh。
然而，动力电池的性能随使用次数的增加而衰减，当动力电池性能下降到原性能的80％时，将不能达到电动汽车的使用标准。随着电动汽车保有量的增加，不能达到电动汽车使用标准的动力电池组件将大量涌现。如何将这些还具有大部分容量的电池合理的再次使用是一个非常有价值和意义的研究。目前，提出最多的是将这些电池应用于储能电站，作为储能电池二次使用。
然而从电动车上淘汰下来的动力电池，健康状态并不一致，必须进行严格筛选，剔除出已经与大部分电池不一致的少部分问题电池，只有通过合理的筛选，二次利用才能保障其价值充分发挥。但是对于废旧动力电池的筛选，都没有明确的定义和方法。现阶段，对电池的筛选主要是以每个单体分别测试为主要评价方法，即对电池包先进行拆解，然后对每个单体至少进行一次充放电测试和内阻测试，淘汰掉充放电中有问题的电池。一个动力电池包少则含有100多只单体电芯，多则含有几百只，这样的筛选方法费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的筛选方法，能够较为快速的筛选出每个电池包里的问题电池，进行淘汰。然后测试剩余电池的容量，作为二次使用的备选电池。
本发明提供了一种模块化整体筛选的思路，即先通过模组法挑选出异常电芯，再通过测试内阻更进一步的进行二次筛选，两步法筛选更为快速和准确的对废旧动力电池进行了严格的挑选。技术方案如下：
一种废旧动力电池二次使用的筛选方法，包括如下步骤：
（1）将废旧动力电池包整体连接到电池包台架测试设备上；
（2）对整个电池包按0.1C~1C充电至第一设定电压，再恒压充电至电流为0.05C截止；静置至最高温度小于30℃，；再0.1C~1C放电至第二设定电压；
（3）通过测试时BMS记录的数据，在放电过程中，选取2-4个SOC点，SOC数值在20%-90%之间，读取各个串联单体的电压；
（4）综合步骤（3）的在不同SOC时各个单体的电压数值，将偏离出大部分电池的电压值超过5%的电池认定为有问题的电池，剩余电池即初步认定为健康状态电池；
（5）将电池包拆解，剔除出有问题的电池；
（6）测量余下每只电池的内阻，通过内阻值进行第二次筛选，将偏离大部分电芯正常内阻20%的电芯剔除，筛选结束；
（7）在剩余电池中，随机挑选出10只电池在充放电仪上，以1/3C的电流进行一次充放电，记录每只电池的容量，得出10只电池的平均容量，默认为所有健康状态的电池的容量值即为此容量。
作为优选，当所述电池包为磷酸铁锂锂离子电池时，所述第一设定电压为电池包串联单体数乘以3.6，所述第二设定电压为电池包串联单体数乘以2.5。
在步骤（2）中，若充放电后的最高温度小于30℃，需将电池包至少静止0.5小时。
本发明所述方法相对现有技术的检测方法，大幅减少了充放电的次数，新的筛选方法所需时间仅为传统方法的约1/10，且大大减少了对充放电设备的数量需求，减少了设备投资。
附图说明
图1为本发明实施例在SOC为85%时，各个单体电压图；
图2为本发明实施例在SOC为70%时，各个单体电压图；
图3为本发明实施例在SOC为50%时，各个单体电压图；
图4为本发明实施例在SOC为37%时，各个单体电压图；
图5为本发明实施例的二次筛选时各个单体电池的内阻。
具体实施方式
以下结合实施例来说明。
以奇瑞M1纯电动淘汰电池包为例，该电池包含有106只串联的电芯，电芯额定容量为60Ah。原始电池包为339V，20kwh。
（1） 将拆卸下来的整体的电池包，链接到迪卡龙测试柜上（200A，500V）。
（2） 对整个电池包按1/3C（20A）充电至381V（串联单体数乘以3.6，即106×3.6），再恒压充电至电流为0.05C（3A）截止；静置至最高温度小于30℃（如充放电后，最高温度小于30℃，则至少应静置0.5小时）；再1/3C（20A）放电至265V（串联单体数乘以2.5，即106×2.5）。
（3） 通过测试时BMS记录的数据，在放电过程中，选取SOC（电池荷电状态）为85%、70%、50%、37%，读取各个串联单体的电压；绘制出各个单体电压的曲线，如图1-4所示。综合这四个图可以看出，第3、35、59、68节电池为异常电芯（偏离出大部分电池的电压值超过5%的电池）。首先进行淘汰。
（4） 将电池包拆解，测量剩余102每只电池的内阻，通过内阻值进行第二次筛选，剔除出内阻偏大的电芯，内阻值如图5所示。可以看出18和第44只电芯内阻异常（偏离出大部分电池的电压值超过5%的电池），超出范围，进行第二次淘汰。至此，筛选结束。
（5） 在剩余100只电池中，随机挑选出10只电池在新威5V300A-NTF充放电仪上，以1/3C的电流进行一次充放电，记录每只电池的容量，得出10只电池的平均容量为50.6Ah。默认为所有健康状态的电池的容量值即为此容量值。此批次电池以此为基础容量可以作为储能等二次使用。
以上就是模组化筛选的具体实施方法，通过上述的快速的两次筛选，可以看出，整个电池包106只单体电芯总共只进行了11次充放电测试，而传统的筛选方法则要每只电池都要测试，即106次，可以看出，新的筛选方法所需时间仅为传统方法的约1/10，且大大减少了对充放电设备的数量需求，减少了设备投资。
以上实施例显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，而不是以任何方式限制本发明的范围，在不脱离本发明范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
Claims (4)
1.一种废旧动力电池二次使用的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将废旧动力电池包整体连接到电池包台架测试设备上；
（2）对整个电池包按0.1C~1C充电至第一设定电压，再恒压充电至电流为0.05C截止；静置至最高温度小于30℃，；再0.1C~1C放电至第二设定电压；
（3）通过测试时BMS记录的数据，在放电过程中，选取2-4个SOC点，SOC数值在20%-90%之间，读取各个串联单体的电压；
（4）综合步骤（3）的在不同SOC时各个单体的电压数值，将偏离出大部分电池的电压值超过5%的电池认定为有问题的电池，剩余电池即初步认定为健康状态电池；
（5）将电池包拆解，剔除出有问题的电池；
（6）测量余下每只电池的内阻，通过内阻值进行第二次筛选，将偏离大部分电芯正常内阻20%的电芯剔除，筛选结束。
2.如权利要求1所述的一种废旧电池二次使用的筛选方法，其特征在于，在步骤（6）后还有如下步骤：
（7）在剩余电池中，随机挑选出10只电池在充放电仪上，以1/3C的电流进行一次充放电，记录每只电池的容量，得出10只电池的平均容量，默认为所有健康状态的电池的容量值即为此容量。
3.如权利要求1所述的一种废旧电池二次使用的筛选方法，其特征在于，当所述电池包为磷酸铁锂锂离子电池时，所述第一设定电压为电池包串联单体数乘以3.6，所述第二设定电压为电池包串联单体数乘以2.5。
4.如权利要求1所述的一种废旧电池二次使用的筛选方法，其特征在于，在步骤（2）中，充放电后的最高温度小于30℃，需将电池包至少静止0.5小时。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |