CN110275117A

CN110275117A - 电池自放电筛选方法、装置及***

Info

Publication number: CN110275117A
Application number: CN201910449671.9A
Authority: CN
Inventors: 伍尤兵; 陈冠宇
Original assignee: Svolt Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Svolt Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2019-09-24

Abstract

本发明涉及电池技术领域，其实施方式提供了一种电池自放电筛选方法，所述方法包括：获取向待测电池施加恒定充电电压时流经所述待测电池的电流和/或所述待测电池两端的电压；监测在预设时长内获取到的数据是否存在异常；若所述数据存在异常，则判断所述待测电池自放电异常，否则判断所述待测电池自放电正常。本发明的实施方式能够在较短的时间内完成电池老化自放电筛选过程，缩短了筛选时间，提升了筛选效率，同时还提升了筛选的可靠性。

Description

电池自放电筛选方法、装置及***

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池自放电筛选方法、一种电池自放电筛选装置及一种电池自放电筛选***。

背景技术

随着人们新能源的发展和环保意识的增强，锂离子电池的发展与应用得到普及。特别是动力电池的应用升级，都是多组电池配组在一起，这种电池配组方法要求电池一致性要求更高，其中任何一个电池的容量或电压稍有偏差都会影响整个电池组的整体性能；而对于存储有一定电量的电池，不论是良品或不良品，在常温下放置一段时间后，都会存在不同程度的电压降低，从而SOC或容量产生一定的差异。因此对于锂离子制造厂商来说，提前筛选压降异常的电池就显得非常重要。厂商必须提前筛选出压降较大的电池，确保电池出货到客户时不会产生较大的压差。

目前常规老化自放电筛选方法如下：化成→常温静置→电压测量V0→高温老化2天→常温老化7天→电压测量V1→包装；通过测量电池两极开路电压的方法计算出来压降(压降＝V0-V1)，并根据压降大小进行电池筛选，此方法的缺点是老化筛选时间太长且不一定100％有效。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电池自放电筛选方法，以至少解决电池在自放电筛选过程中的耗时较长和可靠性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种电池自放电筛选方法，所述方法包括：

获取向待测电池施加恒定充电电压时流经所述待测电池的电流和/或所述待测电池两端的电压；

监测在预设时长内获取到的数据是否存在异常；

若所述数据存在异常，则判断所述待测电池自放电异常，否则判断所述待测电池自放电正常。

可选的，所述预设时长为35-60分钟。

可选的，所述异常包括：所述电流超出设定电流阈值、电流跳变和电压跳变。

可选的，所述电流跳变通过以下步骤判断：计算所述电流相对于时间的微分，当所述电流相对于时间的微分超出设定电流微分阈值时，则判断存在电流跳变。

可选的，所述电压跳变通过以下步骤判断：计算所述电压相对于时间的微分，当所述电压相对于时间的微分超出设定电压微分阈值时，则判断存在电压跳变。

本发明第二方面提供了一种电池自放电筛选装置，所述装置包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序指令；

所述处理器用于调用所述存储器中存储的所述程序指令以实现前述的电池自放电筛选方法，对电池进行自放电筛选。

本发明第三方面提供了一种电池自放电筛选***，包括：电源单元、电流测试仪和电压测试仪；

所述电源单元与待测电池相连，用于向待测电池提供电压；

所述电流测试仪串联于所述电源单元与待测电池之间，用于测量流经所述待测电池的电流；

所述电压测试仪并联于所述待测电池，用于测量所述待测电池两端的电压。

可选的，所述电流测试仪的精度为uA级别；所述电压测试仪的精度为7位半或8位半。

可选的，所述***还包括上位机，

所述上位机用于读取所述电流测试仪和电压测试仪的测量值，并根据所述测量值判断待测电池的自放电是否正常。

本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的电池自放电筛选方法

通过本发明提供的上述技术方案，能够在较短的时间内完成电池老化自放电筛选过程，缩短了筛选时间，提升了筛选效率，同时还提升了筛选的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的流程示意图；

图2是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的电流值超出设定电流阈值的示意图；

图3是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的电流跳变示意图；

图4是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的电压跳变示意图；

图5是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选***的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供一种电池自放电筛选方法，所述方法包括：

监测在预设时长内获取到的数据是否存在异常；

如此，能够在较短的时间内(预设时长)完成电池老化自放电筛选过程，比起背景技术中的常规老化自放电筛选方法，将筛选时间缩减，显著提升了筛选效率。同时本发明实施方式提供的方法所需的电路简单，测量的数据量较少，也减少了常规方法的较长周期内所带来的偶然性，因此提升了筛选的可靠性。

具体的，当待测电池在施加恒定充电电压时，当电池充满后，其电压保持恒定，充电电流是很微弱，甚至忽略不计的。在待测电池自放电正常的情况下，即使经过一定的时长，其原电量也能保持较高的水平，其电压保持较为恒定，所需的充电电流也不会超过一定的限值。但是当待测电池存在微短路或电压下降异常时，此时在施加有恒定充电电压的情况下，不仅其电压会出现异常，还会有较大的充电电流进入，以补充自放电所带来的电量损耗。因此此处在保持施加恒定充电电压的情况下，通过监测通过待测电池的电压和\或电流，能够在较短时间内反映出待测电池的电量损失情况，从而进行对电池的筛选。

进一步的，所述预设时长为35-60分钟。此处通过前期的实验，本发明实施方式所提供的方法大约在55分钟左右能够较大概率地测出电流异常值。后文所举例的具体测量案例中在35分钟处就能够实现有效筛选。此处的时长选择需要在效率和可靠性之间折衷。如果预设时长较长，能够有效提升检测的可靠性，更大概率检测出不良品；如果预设时长较短，虽然能够更好地提升检测效率，但是数据无法更好地反映待测电池情况，容易产生漏检。

在本发明提供的一种可选实施方式中，所述异常包括：所述电流超出设定电流阈值、电流跳变和电压跳变。当待测电池在施加恒定充电电压时，即使经过一定的时长，所需的充电电流虽然会缓慢上升，也不会超过一定的限值，其电压和电路也会较为平稳，不会出现跳变。以下对以上异常分别进行详细说明。

图2是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的电流值超出设定电流阈值的示意图；如图2所示，经过了t1时长后(此处等效为t1时刻)，最上面一条斜线的电流值明显高于其他斜线的电流值，通过设置t1时长内的电流阈值(图中未示出)，当所述电流值在该时长内超出设定电流阈值，便可知最上面一条斜线所代表的待测电池的自放电存在异常。如果阈值设置适当，检测者甚至在t0时刻，就能够检测到该待测电池存在自放电异常，因此本实施方式显著缩短了检测时间。

图3是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的电流跳变示意图；如图3所示，同样是以时间为横坐标，电流为纵坐标的图像中，在某两个时刻之间存在着一个电流跳变，通过此电流跳变表示该待测电池存在不稳定因素，就可以提前预判该电池自放电压降大，筛选其为不良品。

上述的电流跳变在图像中能够明显地观察到，但是在实际的数据处理过程中，我们是通过微分计算进行判断的。所述电流跳变通过以下步骤判断：计算所述电流相对于时间的微分，当所述微分超出设定电流微分阈值时，则存在电流跳变。该跳动的电流△I＝dI²/dt²，此处的一次微分可能会受温度变化影响。但是一般在室温下检测，其温度的影响不会太大。

除了可以通过电流判断以外，还可以通过电压值进行判断。图4是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选方法的电压跳变示意图；如图4所示，所述电压跳变通过以下步骤判断：计算所述电压相对于时间的微分，当所述电压相对于时间的微分超出设定电压微分阈值时，则判断存在电压跳变。同理，该跳动的电压△V＝dv²/dt²，此处的一次微分会可能受温度变化影响，但是一般在室温下检测，其温度的影响不会太大。

综上所述，在本发明提供的实施方式中，通过上述三个指标I,△I和△V中的一个或多个，就能提前预判出自放电异常的待测电池，并将其挑选出来。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种电池自放电筛选装置，所述装置包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序指令；

所述装置通常为可编程器件，具有程序执行功能，能根据获取到的待测电池在施加恒定充电电压时所流经的电流，执行前述的电池自放电筛选方法，对电池进行判断，并输出判断结果。可优选为单片机、ARM模块或微处理器。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种电池自放电筛选***，包括：电源单元、电流测试仪和电压测试仪；图5是本发明一种实施方式提供的电池自放电筛选***的结构示意图，如图5所示：

所述电源单元与待测电池相连，用于向待测电池提供电压；优选为恒压电压源；

进一步的，所述电流测试仪的精度为uA级别；所述电压测试仪的精度为7位半或8位半。此处的电流测试仪和电压测试仪的精度越高，越能准确的检测出电流或电压值的微小变化，有利于提升检测效率和可靠性。

本发明提供的实施方式中，还可以采用自动检测的方式。在自动检测***中，还需要增加上位机，所述上位机用于读取所述电流测试仪和电压测试仪的测量值，此处读取测量值的端口根据电流测试仪和电压测试仪的结构确定，常用为网口或CAN口，并根据所述测量值，通过设定的程序判断待测电池的自放电是否正常，并输出判断结果。该上位机还可以根据实际配置，存储和保存测量过程中的测试记录。

本发明的另一种实施方式还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的电池自放电筛选方法。

为使本发明的结构特征和所能达到的功效有进一步的认识和了解，用以较佳的实施例和附图配合详细的说明。说明如下：

本发明所述的锂离子二次电池的老化自放电筛选工艺具体应用包括以下流程：化成→常温静置→自放电筛选→包装；

选用硬件：微安电流测试仪(数显)、7位半或8位半电压测试仪、电源和针床夹具。软件：软件***(此处主要是数据分析软件)。

将同一批电池，分别用本发明实施方法和常规老化方法(老化6天)进行自放电筛选，然后再对比两者筛选效果以验证本发明实施方法的可靠性。

本发明实施方法将硬件按照附图5的电路进行连接。选定的测试时间为55分钟(之前实验摸索过该型号55分钟左右的时间可以测试出来)，测得55分钟时的测试数据(电流值，单位uA)如下：

最大值：56.3；最小值：21.3；极差：35；均值：34.6；标准差：5.47。

根据此批55分钟测试的电流数据分布来看，把电流为47uA定义为上限标准：＞47uA的为自放电不良；≤47uA的为自放电良品电池；根据此标准可以在35分钟之内就有效筛选，其中有3个电池被判别为不良品；

同时根据△I和△V挑选出来4个不良品，其中有3个不良品和上述挑选一致；另外还挑选出来1个不良电池，其对应的测试电流为40.6uA；

常规老化方法(老化6天)测试，温度为25℃，该方法测试数据(常温老化K值，无量纲)分布如下：

最大值：0.08497；最小值：0.04202；极差：0.04296；均值：0.05635；标准差：0.00603。

经软件绘图后发现：测试出来的电流和K值有一定的相关性，但相关性并不特别明显。

在经过常规老化方法(老化6天)后筛选，同样筛选出前述的4个不良品电池，与本发明实施方法的筛选结果完全一致，同时说明了本发明实施方法进行筛选的有效性。

根据以上实验说明：本发明实施方法通过测试三个指标I,△I，△V就能提前预判自放电异常的电池，并挑选出来不良品，本发明实施方法更加可靠有效，并且大大缩短目前常规的老化时间。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种电池自放电筛选方法，其特征在于，所述方法包括：

监测在预设时长内获取到的数据是否存在异常；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时长为35-60分钟。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常包括：所述电流超出设定电流阈值、电流跳变和电压跳变。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电流跳变通过以下步骤判断：计算所述电流相对于时间的微分，当所述电流相对于时间的微分超出设定电流微分阈值时，则判断存在电流跳变。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电压跳变通过以下步骤判断：计算所述电压相对于时间的微分，当所述电压相对于时间的微分超出设定电压微分阈值时，则判断存在电压跳变。

6.一种电池自放电筛选装置，其特征在于，所述装置包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序指令；

所述处理器用于调用所述存储器中存储的所述程序指令以实现权利要求1-5中任一项所述的电池自放电筛选方法，对电池进行自放电筛选。

7.一种电池自放电筛选***，其特征在于，包括：电源单元、电流测试仪和电压测试仪；

所述电源单元与待测电池相连，用于向待测电池提供电压；

所述电流测试仪串联于所述电源单元与所述待测电池之间，用于测量流经所述待测电池的电流；

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述电流测试仪的精度为uA级别；所述电压测试仪的精度为7位半或8位半。

9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述***还包括上位机，

所述上位机用于读取所述电流测试仪和电压测试仪的测量值，并根据所述测量值判断所述待测电池的自放电是否正常。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-5中任一项所述的电池自放电筛选方法。