CN107290668A - 一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，所述方法包括如下步骤：电动汽车电池进行倍率充放电检测；电动汽车电池进行SOC的直流内阻检测；电动汽车电池进行低温性能检测；电动汽车电池进行筛选配组。本发明提供了一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，通过较大电流充放电检测、较低温度下的充放电检测和不同SOC下的直流内阻检测，可以更好的掌握退役电动汽车动力电池之间的性能差异。提高退役电动汽车动力电池成组后的使用寿命，从而提高退役电动汽车动力电池梯次利用的经济性，降低梯次利用电池储能***的运行成本。

Description

一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法

技术领域

本发明涉及一种电池筛选配组方法，具体涉及一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法。

背景技术

随着电动汽车的快速发展和应用，电动汽车动力电池的规模也日渐扩大，电动汽车对动力电池的性能要求较高。为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和运行过程中的安全性能，当动力电池的稳定性能下降或动力电池容量衰减到额定容量的70-80％时，就须更换动力电池。电动汽车退役的动力电池具有较高的剩余容量，检测这些退役的动力电池，了解动力电池的性能状况即可筛选和重新配组将其应用于对电池性能要求相对较低的场合，实现动力电池的梯次利用。

电动汽车动力电池在制造过程中，由于制造工艺稳定性、原材料一致性、环境控制稳定性、设备稳定性等原因，导致电池先天性的性能差异不大。电动汽车电池***成组时，做过筛选，将性能差别不大的电池组成电池***，电池***在长期的应用中，由于电池应用的动力控制不同、电池成组方式不同、汽车运行工况不同、电池使用时间与环境不同，这就导致电池老化程度不同、性能差异也变大。电池老化常表现为电池的容量降低、内阻升高，但不同电池老化主导因素不同，原因有：负极SEI过厚，正极不可逆损失严重，电池电解液不足，内部电池极板掉料，这些不同原因导致健康度降低的电池的在未来使用中的性能衰退变化规律可能也不同。退役电动汽车电池梯次利用之前，必须进行再次筛选配租，通过一致性参数的选取，以及参数范围的设定来分选性能一致的电池进行配租，以此提高电池组的循环寿命以及安全可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、稳定、可靠的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，它能提高重组电池的寿命和高梯次利用电池的组成率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，所述方法包括如下步骤：

对电动汽车电池的倍率充放电检测；

对电动汽车电池的SOC直流内阻检测；

对电动汽车电池的低温性能检测；

对电动汽车电池的筛选配组。

所述电动汽车电池进行倍率充放电检测包括：

将电动汽车电池的正负极分别与充放电设备的正负极连接；

充放电设备对电池进行100％DOD的充放电测试；

记录第3次充放电电池的容量、能量和电压平台。

所述充放电测试的充放电电流为0.75-1.5C。

所述电动汽车电池进行SOC的直流内阻检测包括：电池在90％SOC、75％SOC、50％SOC、25％SOC和10％SOC状态下的直流内阻；

对电池进行放电，使电池分别处在90％SOC、75％SOC、50％SOC、25％SOC和10％SOC的状态下；

静置120min后以1.5C-3.0C倍率对电池放电10s-60s；

计算电池在90％SOC、75％SOC、50％SOC、25％SOC或10％SOC状态下的直流内阻。

按下式计算直流内阻R：

R＝(V1-V2)/I

其中，V1为电池在不同SOC状态下放电开始前电压，V2为电池在不同SOC状态下放电终止前电压，I为放电电流。

所述电动汽车电池进行低温性能检测包括：

将电动汽车电池放置在温度为-10～0℃的环境控制箱中；

将电动汽车电池的正负极分别与充放电设备的正负极连接；

静置480min后以1/3C倍率对电池充放电；

记录电动汽车电池的充放电容量、能量和电压平台。

所述电动汽车电池进行筛选配组包括：

计算电动汽车电池在倍率充放电下的放电容量和能量的平均值，分别按照放电容量和能量平均值偏差在2％、5％和8％的范围内筛选配组电池；

计算电动汽车电池在不同SOC状态下的直流内阻的平均值，按照直流内阻平均值偏差在10％、15％和20％的范围内筛选配组电池；

计算电动汽车电池在温度为-10～0℃的环境控制箱中的放电容量和能量的平均值，分别按照放电容量和能量平均值偏差在2％、5％和8％的范围内筛选配组电池。

所述筛选配组的电池串联成组，每组电池的串联个数大于8个。

与最接近的现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过较大电流充放电检测、较低温度下的充放电检测和不同SOC下的直流内阻检测，可以更好的掌握退役电动汽车动力电池之间的性能差异。

2、提高退役电动汽车动力电池成组后的使用寿命，从而提高退役电动汽车动力电池梯次利用的经济性，降低梯次利用电池储能***的运行成本。

附图说明

图1为一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示流程图，本发明提供的一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，对电池在室温下以高倍率进行充放电测试，记录电池的容量和能量，并将其作为筛选的参量；对电池在低温环境下进行充放电测试，记录电池的容量和能量，并将其作为筛选的参量；测试电池在不同SOC下的直流内阻，并将其作为筛选的参量。具体方法如下：

1.电池倍率充放电检测

在25℃的环境中,将梯次利用电动汽车电池与高精度充放电设备连接，对电池进行100％DOD(DOD，全称是Depth of Discharge，表示电池放电量与电池额定容量的百分比)的3次充放电测试，充放电电流为0.75-1.5C，电池倍率按照电池额定容量计取。记录第3次电池的充放电容量和能量，计算电池的充放电电压平台。

倍率充放电指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值；

电池的能量为电池放电所能做的电功的多少，能量W＝UIt；

充放电电压平台就是指电池在充放电时，有一个平稳的过程，而这一平稳值就是充放电电压平台。电池充放电时，电池电压要经历三个过程，即上升(下降)、稳定、再上升(下降)，在这三个过程中，稳定期是最长的。稳定时间越长，说明电池的放电平台越高。

2.电池不同SOC的直流内阻检测

在25℃的环境中，以额定容量的1/3C倍率电流将电池充至满电状态，测试电池在90％、75％、50％、25％和10％SOC(SOC，全称是State of Charge，表示电池的荷电状态)荷电状态下的直流内阻，测试电流为1.5C-3.0C，电池倍率按照电池额定容量计取。具体方法如下：采用1/3C倍率对电池进行放电，将电池的荷电状态调整至90％SOC，然后静置120min；以1.5C-3.0C倍率对电池放电10-60s，记录电池在放电开始前电压为V1，放电终止前电压为V2，放电电流为I，电池在90％SOC荷电状态下的直流内阻为(V1-V2)/I。采用同样的方法，分别计算电池在75％、50％、25％和10％SOC荷电状态下的直流内阻。

3.电池低温性能检测

将梯次利用电动汽车电池放置在环境控制箱中，设置控制箱的温度在-10～0℃。待控制箱温度达到设定温度后，再过8小时，以1/3C倍率对电池进行充放电，记录电池的充放电容量和能量，并计算充放电电压平台。

4.筛选配组方法的建立

根据测量得到的电池在较大电流下的充放电容量和能量，计算放电容量和能量的平均值，然后分别按照容量与能量平均值偏差2％、5％、8％的范围选择电池，对选择的电池进行串联成组，每组电池的串联个数不少于8支，测试成组后的循环性能测试，考察不同容量和能量选择范围对电池组寿命的影响。

根据测量得到的电池在不同SOC时的直流内阻，计算不同SOC状态下直流内阻的平均值，然后分别按照直流内阻平均值偏差10％、15％、20％的范围选择电池，对选择的电池进行串联成组，每组电池的串联个数不少于8支，测试成组后的循环性能测试，考察不同直流内阻选择范围对电池组寿命的影响。

根据测量得到的电池在较低温度(-20～0℃)下的充放电容量和能量，计算放电容量和能量的平均值，然后分别按照容量与能量平均值偏差2％、5％、8％的范围选择电池，对选择的电池进行串联成组，每组电池的串联个数不少于8支，测试成组后的循环性能测试，考察不同容量和能量选择范围对电池组寿命的影响。根据以上的测试结果，综合考虑电池选择的经济性，确定针对梯次利用电动汽车电池，在进行筛选时不同参数的阈值范围。

需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

对电动汽车电池的倍率充放电检测；

对电动汽车电池的SOC直流内阻检测；

对电动汽车电池的低温性能检测；

对电动汽车电池的筛选配组。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述电动汽车电池进行倍率充放电检测包括：

将电动汽车电池的正负极分别与充放电设备的正负极连接；

充放电设备对电池进行100％DOD的充放电测试；

记录第3次充放电电池的容量、能量和电压平台。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述充放电测试的充放电电流为0.75-1.5C。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述电动汽车电池进行SOC的直流内阻检测包括：电池在90％SOC、75％SOC、50％SOC、25％SOC和10％SOC状态下的直流内阻；

对电池进行放电，使电池分别处在90％SOC、75％SOC、50％SOC、25％SOC和10％SOC的状态下；

静置120min后以1.5C-3.0C倍率对电池放电10s-60s；

计算电池在90％SOC、75％SOC、50％SOC、25％SOC或10％SOC状态下的直流内阻。

5.根据权利要求4所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：按下式计算直流内阻R：

R＝(V1-V2)/I

其中，V1为电池在不同SOC状态下放电开始前电压，V2为电池在不同SOC状态下放电终止前电压，I为放电电流。

6.根据权利要求1所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述电动汽车电池进行低温性能检测包括：

将电动汽车电池放置在温度为-10～0℃的环境控制箱中；

将电动汽车电池的正负极分别与充放电设备的正负极连接；

静置480min后以1/3C倍率对电池充放电；

记录电动汽车电池的充放电容量、能量和电压平台。

7.根据权利要求1所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述电动汽车电池进行筛选配组包括：

计算电动汽车电池在倍率充放电下的放电容量和能量的平均值，分别按照放电容量和能量平均值偏差在2％、5％和8％的范围内筛选配组电池；

计算电动汽车电池在不同SOC状态下的直流内阻的平均值，按照直流内阻平均值偏差在10％、15％和20％的范围内筛选配组电池；

计算电动汽车电池在温度为-10～0℃的环境控制箱中的放电容量和能量的平均值，分别按照放电容量和能量平均值偏差在2％、5％和8％的范围内筛选配组电池。

8.根据权利要求7所述的电动汽车电池梯次利用的筛选配组方法，其特征在于：所述筛选配组的电池串联成组，每组电池的串联个数大于8个。