CN117769656A - 电池析锂检测方法、装置、管理***、电池和用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及电池技术领域，提供了一种电池析锂检测方法、装置、管理***、电池和用电装置。电池析锂检测方法包括：将待测电池充电至第一荷电状态SOC后，停止充电并将所述待测电池静置；获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压；采集所述待测电池的第二电压；在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂。通过上述方式，能够检测电池是否已经存在析锂，且检测效率较高，能够避免长时间析锂导致锂枝晶剌穿隔膜造成电池短路和热失控，提高电池的安全性。
Description
本申请实施例涉及电池技术领域，具体涉及一种电池析锂检测方法、装置、管理***、电池和用电装置。
随着锂离子电池在新能源汽车、储能等领域的广泛应用，对锂离子电池的充电速度提出了更高的要求。
电池充电速度的提升将导致电池充电倍率越来越大，电池倍率大使电池极化增大，负极表面的锂离子严重堆积，充电过程阳极电位大幅降低，距0V析锂电位更近，大幅增加了充电过程中的析锂风险。当负极发生析锂后，析出的锂枝晶可能通过与电解液反应，局部产生大量热或刺穿电池的隔离膜导致正负极短路，甚至引发电池起火和***，是现今及未来威胁电池使用安全的重要因素。因此，如何检测电池是否已经存在析锂，从而防止严重析锂的发生，避免锂枝晶进一步生长刺穿隔膜，是亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种电池析锂检测方法、装置、管理***、电池和用电装置，其能防止电池过充，提高电池的安全性能。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种电池析锂检测方法，包括：将待测电池充电至第一荷电状态SOC后，停止充电并将所述待测电池静置；获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压；采集所述待测电池的第二电压；在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂。
本申请实施例通过先将电池充电至特定的SOC，使电池处于静置状态，获取电池完成电化学平衡时的第一电压。然后，采集电池的第二电压，在第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，即可确定电池存在析锂，且检测效率较高，能够避免长时间析锂导致锂枝晶刺穿隔膜造成 电池短路和热失控，提高电池的安全性。
在一些实施例中，所述第一SOC满足第一SOC阈值范围或者第二SOC阈值范围，所述第一SOC阈值范围为5％～30％，所述第二SOC阈值范围为50％～60％。
通过将第一SOC阈值范围设为5％～30％，第二SOC阈值范围设为50％～60％，能够较为准确和及时地进行电池析锂检测。
在一些实施例中，所述第一电压阈值的取值范围为5～30毫伏mV。
第一电压阈值的取值范围5～30mV是根据BMS的电压采集精度设置的范围，可以匹配BMS的电压采集精度，避免误判断待测电池存在析锂。
在一些实施例中，所述第一电压阈值为5mV。
将第一电压阈值设置为5mV，既可以匹配BMS的电压采集精度，避免误判断待测电池存在析锂，又可以满足大部分电池的检测需求，提高适用性。
在一些实施例中，所述获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压，包括：在第一时间范围内，按照第一预设频率采集所述待测电池的电压；在采集到的连续两个电压的差值小于第二电压阈值的情况下，确定所述待测电池完成电化学平衡，将所述连续两个电压的末端电压确定为所述第一电压。
本申请实施例通过在第一时间范围内采集待测电池的电压，当采集到的连续两个电压的差值小于第二电压阈值时，确定待测电池完成电化学平衡，从而确定第一电压的方式，可以较为准确地确定待测电池完成电化学平衡，从而提高获取的第一电压的精度。通过按照第一预设频率采集待测电池的电压，可以提高第一电压检测的及时性。
在一些实施例中，所述第二电压阈值的取值范围为1～5mV。
将第二电压阈值的取值范围设置为1～5mV可以较为准确地判断待测电池是否完成电化学平衡。
在一些实施例中，所述第二电压阈值为5mV。
第二电压阈值为5mV，既可以匹配BMS的电压采集精度，避免误判断待测电池存在析锂，又可以满足大部分电池的检测需求，提高适用性。
在一些实施例中，所述采集所述待测电池的第二电压，包括：在第二时间范围内，按照第二预设频率采集所述待测电池的第二电压。
上述方式可以提高检测结果的准确度，避免检测不到析锂的情况。通过按照第二预设频率采集待测电池的第二电压，可以提高析锂检测的及时性。
在一些实施例中，所述第二时间范围大于5分钟min。
将第二时间范围设置为大于或等于5min，既可以提高检测结果的准确度，避免检测不到析锂的情况，又可以满足大部分电池的检测需求，提高适用性。
在一些实施例中，所述在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂之后，所述方法还包括：生成预警消息，所述预警消息用于提示所述待测电池存在析锂。
在确定待测电池存在析锂后，通过预警消息提示待测电池存在析锂，从而使操作者可以进行相应的处理，进一步避免长时间析锂导致锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路和热失控，进一步提高电池的安全性。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电池析锂检测装置，包括：充电模块，用于将待测电池充电至第一荷电状态SOC后，停止充电并将所述待测电池静置；获取模块，用于获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压；采集模块，用于采集所述待测电池的第二电压；确定模块，用于在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂。
根据本申请实施例的第三方面，提供了电池管理***，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述电池管理***实现如上所述的电池析锂检测方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种电池，包括：如上所述的电池管理***。
根据本申请实施例的第五方面，提供了一种用电装置，包括如上所述 的电池，所述电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请一些实施例提供的电池析锂检测方法的流程示意图；
图2是电池电压随SOC的变化示意图；
图3是将电池充电至特定SOC且静置后析锂电池和不析锂电池的全电池电压随时间的变化示意图；
图4是用于说明图1中S120的流程图；
图5是用于说明图1中S130的流程图；
图6是本申请一些实施例提供的电池析锂检测方法的流程示意图；
图7是本申请一些实施例提供的电动汽车的锂电池析锂检测方法的流程示意图；
图8是本申请的一些实施例提供的电池析锂检测装置的结构示意图；
图9是本申请的一些实施例提供的电池管理***的结构示意图；
图10是本申请的一些实施例提供的电池的结构示意图；
图11是本申请的一些实施例提供的用电装置的结构示意图。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请； 本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如上所述，应当强调，当在本说明书中使用术语“包括/包含”时，用于明确表明表示所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、部件或成组的特征、整数、步骤、部件。如本申请所用，单数形式“一个”、“一”和“该”也包括复数形式，除非上下文另有明确指示
本说明书中的用词“一”、“一个”可以表示一个，但也可与“至少一个”或“一个或多个”的含义一致。术语“约”一般表示提及的数值加上或减去10％，或更具体地是加上或减去5％。在权利要求书中使用的术语“或”，除非明确表示其仅指可替代的方案，否则其表示“和/或”的意思。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域中所提到的电池按是否可充电可以分为一次性电池和可充电电池。一次性电池(Primary Battery)俗称“用完即弃”电池及原电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃。可充电电池又称二次电池(Secondary Battery)或二级电池、蓄电池。可充电电池的制作材料和工艺与一次性电池不同，其优点是在充电后可多次循环使用，可充电电池的输出 电流负荷力要比大部分一次性电池高。目前常见的可充电电池的类型有：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池具有重量轻、容量大(容量是同重量的镍氢电池的1.5倍～2倍)、无记忆效应等优点，且具有很低的自放电率，因而即使价格相对较高，仍然得到了普遍应用。本申请实施例中所描述的电池是指可充电锂离子电池。
本申请实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体(也可以称为电芯)以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池单体包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜，是组成电池模块和电池包的基本结构单元。锂离子电池常用的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂以及三元材料(例如镍钴锰酸锂)等，常用的负极材料包括碳材料(例如石墨)及硅基材料等，常用的隔膜材料包括聚乙烯(polyethylene，PE)或聚丙烯(polypropylene，PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类材料。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体。
多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。在一些诸如电动汽车等的大功率应用场合，电池的应用包括三个层次：电池单体、电池模块和电池包。电池模块是为了从外部冲击、热、振动等中保护电池单体，将一定数目的电池单体电连接在一起并放入一个框架中而形成的。电池包则是装入汽车的电池***的最终状态。目前的大部分电池包是在一个或多个电池模块上装配电池管理***(Battery Management System，BMS)、热管理部件等各种控制和保护***而制成的。随着技术的发展，电池模块这个层次可以被省略，也即，直接由电池单体形成电池包。这一改进使得电池***的重量能量密度、体积能量密度得到提升的同时零部件数量显著下降。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。
锂离子电池因具有能量密度高、功率密度高、寿命长、环保等优点，近年来被广泛应用于电脑、手机等电子设备及新能源汽车的动力电池***中。随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域广泛应用，对电池的充电速度提出越来越高的要求。相比传统燃油汽车，电动汽车最大的劣势在于充 电时间，需要尽可能地提升电动汽车的充电速度，缩短其充电所需的时间。快速充电技术是缩短充电时间的有效方式，是电动汽车能够提高用户使用体验的关键。
快速充电技术可以显著缩短充电时长，缓解里程焦虑。但是，由于快速充电需要提高电池充电倍率，这往往会引发电池的副反应。以石墨负极体系的锂离子电池为例，电池在充电过程中电极发生极化，电极电位偏离平衡电位，极化电位与平衡电位之差为过电位。其中，负极过电位过低时，负极表面会析出锂金属。析锂不仅使锂离子电池性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了锂离子电池的快速充电技术容量，造成电池的容量和功率衰减。析锂严重时，还会在负极表面形成锂枝晶，而锂枝晶容易刺穿隔膜，造成相邻的正极极片和负极极片短路，引发热失控，严重危害电池的安全。
因此，如何检测电池是否已经存在析锂，从而防止严重析锂的发生，避免锂枝晶进一步生长刺穿隔膜，是亟待解决的技术问题。
鉴于此，本申请实施例提供了一种电池析锂检测方法、装置、电池管理***、电池和用电装置。通过先将电池充电至特定的电池荷电状态(State of Charge，SOC)，使电池处于静置状态，获取电池完成电化学平衡时的第一电压。然后，采集电池的第二电压，在第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定电池存在析锂，此时可进行预警。通过上述方式，可以检测电池是否已经存在析锂，且检测效率较高，能够避免长时间析锂导致锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路和热失控，提高电池的安全性。
可以理解的是，本申请实施例描述的电池析锂检测方法、装置、电池管理***、电池适用于各种使用电池的用电装置，特别是车辆。以下实施例为了方便说明，以在车辆中的应用为例进行说明。
图1是本申请一些实施例提供的电池析锂检测方法的流程示意图。该电池析锂检测方法可应用于用电装置中的电池，进一步的，可应用于电池的BMS，下文以该方法应用于车辆上电池的BMS为例来描述本申请的构思。
本申请实施例的电池析锂检测方法的应用场景包括但不限于：电池厂商对电池进行析锂检测，车辆厂商对电动汽车的电池进行析锂检测，电动 汽车用户对电动汽车的电池进行析锂检测，电动汽车的修理厂或检测机构对电动汽车的电池进行析锂检测等。可以手动选择执行本申请实施例的电池析锂检测，也可以设置为BMS的自动测试程序，自动执行本申请实施例的电池析锂检测。
电池析锂检测方法包括如下步骤：
S110：将待测电池充电至第一SOC后，停止充电并将待测电池静置。
本申请实施例的电池析锂检测方法需要先将电池充电至第一SOC。开始执行本申请实施例的电池析锂检测方法后，可以是自动对待测电池充电，也可以发出提示消息，以提示操作者手动进行电池充电。
待测电池开始充电后，充电至设定的第一SOC后，将停止充电并静置，在静置的过程中进行后续步骤的待测电池电压检测。
<第一SOC的确定>
在电池充电过程中，若负极表面析锂，将导致负极表面电势低，负极内部电势高。本申请发明人发现，将电池充电至特定的SOC时，全电池电压随SOC变化特别敏感。电池充电至特定的SOC后，当电池处于静置状态(静置时间范围大约为5分钟(min)～2小时(h))，负极表面的锂回嵌到负极内部，负极电位整体降低，全电池电位升高。此时可以判定电池存在析锂现象。
图2是电池电压随SOC的变化示意图。如图2所示，图中曲线l
1代表负极整体电压，曲线l
2代表全电池电压，曲线l
3代表正极整体电压，负极整体电压和全电池电压之和等于正极整体电压。图2中，相比其他区域，在R
1和R
2两个区域内，负极整体电压随SOC的变化比较显著，随着SOC增大，曲线l
1斜率较大，负极整体电压下降速率较快。前文特定的SOC即为R
1和R
2这两个区域内的SOC。
图3是将电池充电至特定SOC且静置后析锂电池和不析锂电池的全电池电压随时间的变化示意图。析锂电池是指已发生析锂的电池，不析锂电池是指未发生析锂的电池。如图3所示，图中l
4代表析锂电池的全电池电压，l
5代表不析锂电池的全电池电压。将电池充电至特定SOC且静置后，若为析锂电池，在静置过程中负极表面的锂将回嵌到负极内部，使负极电 压整体降低，全电池电压升高，如l
4所示。若为不析锂电池，则在静置过程中全电池电压逐渐下降，如l
5所示。
因此，可以基于R
1和R
2确定第一SOC。发明人发现，R
1对应的SOC范围约为5％～30％，R
2对应的SOC范围约为50％～60％。因此，第一SOC的值位于R
1和R
2对应的SOC范围内，能够较为准确和及时地进行电池析锂检测。在一些实施例中，可以使第一SOC满足第一SOC阈值范围或者第二SOC阈值范围，第一SOC阈值范围为5％～30％，第二SOC阈值范围为50％～60％。例如，第一SOC为5％、20％、30％、50％、55％或者60％。
在应用本申请实施例的电池析锂检测方法时，可以预先设置用于电池析锂检测的第一SOC的可调范围，例如5％～30％以及50％～60％。开始检测前，操作者可以从第一SOC的可调范围中选择和设置此次析锂检测的第一SOC，然后开始充电和检测。
操作者可以根据电池当前SOC选择第一SOC。操作者选择第一SOC时需确保第一SOC不低于当前SOC，且总体上为最接近当前SOC的状态。根据当前SOC状态灵活选取第一SOC的方式，既保证充电效率，又保证电池析锂状态能被及时检测。例如，若电池当前SOC为2％，操作者可以将第一SOC设置为5％、10％或者其他属于可调范围内的且大于电池当前SOC的值。再如，若电池当前SOC为40％，操作者可以将第一SOC设置为50％、55％或者其他属于可调范围内的且大于电池当前SOC的值。
因此，在一些实施例中，电池析锂检测方法在S110之前还可以包括：
S1：控制显示装置显示第一SOC阈值范围和/或第二SOC阈值范围；
S2：接收用户对第一SOC的选择；
S3：判断选择的第一SOC是否低于电池当前SOC；
S4：在第一SOC低于电池当前SOC的情况下，输出第一提示消息，以提示用户重新选择第一SOC；
S5：判断选择的第一SOC是否为第一SOC阈值范围和/或第二SOC阈值范围中最接近当前SOC的值；
S6：在选择的第一SOC不是第一SOC阈值范围和/或第二SOC阈值范围中最接近当前SOC的值的情况下，输出第二提示消息，以提示用户重新选择第一SOC。
通过上述步骤，可以既保证充电效率，又保证电池析锂状态能被及时检测。
可以理解的是，还可以预先设置用于电池析锂检测的第一SOC为固定值，例如50％或60％。检测时操作者无需进行第一SOC的设置，直接开始充电和检测。这样，操作简单，提高了效率。
若第一SOC大于电池当前SOC，检测时首先将待测电池充电至第一SOC，然后静置并进行后续的电压检测。若第一SOC小于或等于电池当前SOC，检测时待测电池将不再充电，静置后进行后续的电压检测。
S120：获取待测电池完成电化学平衡时的第一电压。
在本申请实施例中，如无特别说明，采集的待测电池的电压通常为其全电池电压。
待测电池静置后，获取其第一电压，第一电压为待测电池完成电化学平衡时的电压。采集此时的电压作为判断电压是否升高的比较基准，可以更加客观、准确地评估电池因锂枝晶产生回嵌所增长的电压。若待测电池完成电化学平衡，采集此时的第一电压，标记为OCV
1(Open Circuit Voltage，开路电压)。其中，电池静置后获得的电化学平衡时的电压为消除电池在充电过程产生的浓差极化后的电压。
S130：采集待测电池的第二电压。
在获取到待测电池完成电化学平衡时的第一电压后，再采集待测电池的第二电压，标记为OCV
2。
S140：在第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定待测电池存在析锂。
请再次参阅图3，对于析锂电池，在静置过程中，其全电池电压逐步升高，在全电池电压升高至超过待测电池完成电化学平衡时的OCV
1一定值时，则可以确定待测电池存在析锂。因此，可以通过判断采集到的OCV
2与OCV
1的差值是否大于第一电压阈值，从而判断待测电池是否存在 析锂。
第一电压阈值的取值范围可以为5～30毫伏(mV)。
第一电压阈值的取值范围5～30mV是根据BMS的电压采集精度设置的范围，可以匹配BMS的电压采集精度，避免误判断待测电池存在析锂。
在一些实施例中，第一电压阈值可以为5mV，即(OCV
2-OCV
1)＞5mV，则确定待测电池存在析锂。考虑到大部分BMS的电压采集精度约为5mV，通常需要将第一电压阈值至少设置为5mV。电压采样精度为5mV，说明采样过程采集的电压在(准确值±5mV)范围内波动，(OCV
2-OCV
1)的值在5mV以内的情况可能是测试误差所引起的波动，而非电池存在析锂，若设定第一电压阈值小于5mV，将导致误判断待测电池存在析锂风险。将第一电压阈值设置为5mV，既可以匹配BMS的电压采集精度，避免误判断待测电池存在析锂，又可以满足大部分电池的检测需求，提高适用性。
可以理解的是，根据应用本申请实施例的电池析锂检测方法的电池BMS的电压采集精度，第一电压阈值还可以为10mV、15mV、20mV或者30mV。
本申请实施例通过先将电池充电至特定的SOC，使电池处于静置状态，获取电池完成电化学平衡时的第一电压。然后，采集电池的第二电压，在第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，即可确定电池存在析锂，且检测效率较高，能够避免长时间析锂导致锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路和热失控，提高电池的安全性。
此外，本申请实施例的电池析锂检测方法在电池的BMS***开启，可正常采集电压时即可实现，
图4是用于说明图1中S120的流程图。如图4所示，在一些实施例中，S120包括：
S121：在第一时间范围内，按照第一预设频率采集待测电池的电压。
电池从停止充电并静置后经过一小段时间，将完成电化学平衡。因此，可以设置一范围较窄的第一时间范围，在第一时间范围内，按照第一预设频率采集待测电池的电压。
第一时间范围可以设置为0-20min。通常而言，几分钟之后，待测电 池就可以完成电化学平衡。因此，第一时间范围的值无需太大。当第一时间范围为0时，也即无需限定该时间范围，充电至第一SOC并静置后，直接按照第一预设频率采集待测电池的电压即可。
第一预设频率可以设置为1次/秒(S)，在***性能支持的基础上，实现较为及时的检测。
S122：在采集到的连续两个电压的差值小于第二电压阈值的情况下，确定待测电池完成电化学平衡，将连续两个电压的末端电压确定为第一电压。
如前，电池的化学能与电能相互转化的过程中，当反应的总速度V＝V
正-V
逆＝0，则反应达到了平衡，即为电池完成电化学平衡。因此，在采集的连续两个电压之间几乎无变化或者变化较小时，说明电池完成电化学平衡。S122可以通过判断采集到的连续两个电压的差值是否小于第二电压阈值，以此确定待测电池是否完成电化学平衡。在采集到的连续两个电压的差值小于第二电压阈值的情况下，确定待测电池完成电化学平衡。此时，将连续两个电压的末端电压确定为OCV
1。
第二电压阈值的取值范围可以为1～5mV。例如，第二电压阈值为5mV。
将第二电压阈值的取值范围设置为1～5mV可以较为准确地判断待测电池是否完成电化学平衡。进一步的，受限于BMS的电压采集精度约为5mV，电池完成电化学平衡后电压的波动基本在5mV以内，第二电压阈值为5mV，既可以匹配BMS的电压采集精度，避免误判断待测电池存在析锂，又可以满足大部分电池的检测需求，提高适用性。
本申请实施例通过在第一时间范围内采集待测电池的电压，当采集到的连续两个电压的差值小于第二电压阈值时，确定待测电池完成电化学平衡，从而确定第一电压的方式，可以较为准确地确定待测电池完成电化学平衡，从而提高获取的第一电压的精度。通过按照第一预设频率采集待测电池的电压，可以提高第一电压检测的及时性。
图5是用于说明图1中S130的流程图。如图5所示，在一些实施例中，S130包括：
S131：在第二时间范围内，按照第二预设频率采集待测电池的第二电压。
若电池析锂，则经过一段时间，待测电池的全电池电压将升高至超过待测电池完成电化学平衡时的OCV
1一定值。可以设置一第二时间范围，在第二时间范围内，按照第二预设频率采集待测电池的第二电压，用于S140中的电压差判断。第二时间范围可以大于或等于某一阈值，若电池析锂，能够使在该第二时间范围采集的第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值，从而确定待测电池存在析锂，可以提高检测结果的准确度，避免检测不到析锂的情况。通过按照第二预设频率采集待测电池的第二电压，可以提高析锂检测的及时性。
在一些实施例中，第二时间范围可以大于或等于5min。通常在待测电池完成电化学平衡后，静置约5min，待测电池的全电池电压即可出现明显的升高现象。将第二时间范围设置为大于或等于5min，可以保证在电池析锂的情况下，此时OCV
2相比OCV
1已经有了较为明显的反弹，也即OCV
2与OCV
1的差值在此时将大于设定的第一电压阈值。即使是析锂电池，若第二时间范围小于5min，在此时间范围内OCV
2相比OCV
1可能还没有较为明显的反弹，在此时间范围内采集的OCV
2与OCV
1的差值将不会大于第一电压阈值，从而得不到待测电池存在析锂的结果，使检测结果有误。因此，将第二时间范围设置为大于或等于5min，既可以提高检测结果的准确度，避免检测不到析锂的情况，又可以满足大部分电池的检测需求，提高适用性。
第二预设频率可以设置为1次/S，在***性能支持的基础上，实现较为及时的检测。
图6是本申请一些实施例提供的电池析锂检测方法的流程示意图。如图6所示，在S140之后，方法还包括：
S150：生成预警消息，预警消息用于提示待测电池存在析锂。
预警消息包括文字消息、语音消息和灯光消息等，也可以是上述消息的任意组合。例如，通过在显示屏幕上显示文字预警消息以提示析锂，或者通过推送短信息的方式发送文字预警消息以提示析锂，又或者以声光报 警的方式提示析锂。
在确定待测电池存在析锂后，通过预警消息提示待测电池存在析锂，从而使操作者可以进行相应的处理，进一步避免长时间析锂导致锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路和热失控，进一步提高电池的安全性。
操作者可以选择拔枪停止充电，并且对电池进行相应的安全处理。
图7是本申请一些实施例提供的电动汽车的锂电池析锂检测方法的流程示意图。如图7所示，该方法包括：
S701：BMS检测到车辆处于插枪状态，将电池充电至选定的SOC。
其中，SOC可以从5％～30％、50％～60％中选择。
S702：BMS采集电池电压OCV，且持续时间T
1。
T
1的范围为0～20min。
S703：在T1时间内，若采集到的连续两个电压差值小于5mV，则判定电池完成电化学平衡，将末端电压标记为OCV
1。
S704：BMS采集电压OCV，且持续时间T
2，将末端电压标记为OCV
2。
T
2的范围为0～100min。
S705：BMS判断(OCV
2-OCV
1)是否大于5mV。若是，执行S706，否则，执行S707。
S706：BMS判定析锂，并进行预警。
BMS可以向整车或后台发送预警消息，进行预警。
S707：BMS根据充电mapping表(映射表)正常充电至指定SOC。
进行析锂预警后可以拔枪，结束此次检测。正常充电至指定SOC后也需要拔枪，结束充电。
上文中结合图1至图7描述了本申请实施例的电池析锂检测方法，下面将结合图8描述本申请实施例的电池析锂检测装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。图8是本申请的一些实施例提供的电池析锂检测装置的结构示意图，如图8所示，电池析锂检测装置800包括：充电模块810、获取模块820、采集模块830和确定模块840。其中：
充电模块810用于将待测电池充电至第一荷电状态SOC后，停止充电 并将待测电池静置；
获取模块820用于获取待测电池完成电化学平衡时的第一电压；
采集模块830用于采集待测电池的第二电压；
确定模块840用于当第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值时，确定待测电池存在析锂。
本申请实施例通过先将电池充电至特定的SOC，使电池处于静置状态，获取电池完成电化学平衡时的第一电压。然后，采集电池的第二电压，在第二电压与第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，即可确定电池存在析锂，且检测效率较高，能够避免长时间析锂导致锂枝晶刺穿隔膜造成电池短路和热失控，提高电池的安全性。
下面将结合图9描述本申请实施例的电池管理***，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。图9是本申请的一些实施例提供的电池管理***的结构示意图，如图9所示，电池管理***900包括：至少一个处理器910；以及与至少一个处理器910通信连接的存储器920；其中，存储器920存储有可被至少一个处理器910执行的指令，指令被至少一个处理器910执行，以使电池管理***900实现上述实施例中的电池析锂检测方法的步骤。
下面将结合图10描述本申请实施例的电池，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。图10是本申请的一些实施例提供的电池的结构示意图，如图10所示，电池100包括如图9所示的电池管理***900。
下面将结合图11描述本申请实施例的用电装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。图11是本申请的一些实施例提供的用电装置的结构示意图，如图11所示，用电装置200包括如图10所示的电池100。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围， 其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (14)
- 一种电池析锂检测方法，其特征在于，包括：将待测电池充电至第一荷电状态SOC后，停止充电并将所述待测电池静置；获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压；采集所述待测电池的第二电压；在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂。
- 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一SOC满足第一SOC阈值范围或者第二SOC阈值范围，所述第一SOC阈值范围为5％～30％，所述第二SOC阈值范围为50％～60％。
- 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一电压阈值的取值范围为5～30毫伏mV。
- 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一电压阈值为5mV。
- 如权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压，包括：在第一时间范围内，按照第一预设频率采集所述待测电池的电压；在采集到的连续两个电压的差值小于第二电压阈值的情况下，确定所述待测电池完成电化学平衡，将所述连续两个电压的末端电压确定为所述第一电压。
- 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二电压阈值的取值范围为1～5mV。
- 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二电压阈值为5mV。
- 如权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述采集所述待测电池的第二电压，包括：在第二时间范围内，按照第二预设频率采集所述待测电池的第二电压。
- 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二时间范围大于5分钟min。
- 如权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂之后，所述方法还包括：生成预警消息，所述预警消息用于提示所述待测电池存在析锂。
- 一种电池析锂检测装置，其特征在于，包括：充电模块，用于将待测电池充电至第一荷电状态SOC后，停止充电并将所述待测电池静置；获取模块，用于获取所述待测电池完成电化学平衡时的第一电压；采集模块，用于采集所述待测电池的第二电压；确定模块，用于在所述第二电压与所述第一电压的差值大于第一电压阈值的情况下，确定所述待测电池存在析锂。
- 一种电池管理***，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述电池管理***实现如权利要求1～10任一项所述的电池析锂检测方法。
- 一种电池，其特征在于，包括：如权利要求12所述的电池管理***。
- 一种用电装置，其特征在于，包括：如权利要求13所述的电池，所述电池用于提供电能。
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