[发明专利]一种梯次利用动力电池分选方法

说明书

本发明公开了一种梯次利用动力电池分选方法。传统方法虽然能够准确测量出电池的容量、内阻、自放电等参量，但测试时间较长，并且还需要占用大量的充放电测试设备，这就造成梯次利用动力电池分选的成本显著增加。本发明对梯次利用动力电池的开路电压、充电或放电过程中电池电压变化值、不同频率点的阻抗值进行测试，在此基础上对不同参数的测试结果设置相应的偏差范围，实现梯次利用动力电池的快速分选。本发明依据梯次利用动力电池的开路电压、10分钟充放电过程中的电压变化值、高频率、中频率和低频率下的阻抗值对其进行分选，可在15分钟内完成电池的分选工作，实现了梯次利用动力电池的快速分选，大幅度缩短了梯次利用动力电池分选时间。

技术领域

本发明属于电动汽车和储能技术领域，具体涉及一种确定哪些梯次利用动力电池可以在一起成组使用的梯次利用动力电池分选方法。

背景技术

从2012年开始，我国电动汽车行业进入快速发展期，2018年和2019年电动汽车销售都超过100万辆，截止到2019年底我国电动汽车累计保有量超过340万辆。目前的电动汽车主要以锂离子电池作为动力来源，在电动汽车使用过程中，动力电池性能不断下降，当其性能不能满足新能源汽车的应用需求时，就要从车上退役下来。在这些退役动力电池中，很大一部分还具有较高的剩余能量，这些电池经过重新的评估和分选，有可能应用于对电池性能要求较低、使用工况比较温和的场景，从而实现动力电池的梯次利用。

新电池在使用前会根据电池的容量、内阻、开路电压、自放电等参数进行分选，以确保电池之间有一个较好的一致性。与新电池相比，退役动力电池经过长期载使用，电池间的性能差异显著增大，一致性明显变差，因此，在梯次利用之前需要对其进行重新分选，以确保电池组在梯次利用过程中有较好的一致性和性能。由于动力电池在退役时通常状态未知，因此传统上在分选时主要是沿用新电池的方法，对其容量、内阻、开路电压、自放电等参数进行逐一测试，然后对不同参数设置一定的偏差范围，因此分选出满足要求的电池。传统方法虽然能够准确测量出电池的容量、内阻、自放电等参量，但测试时间较长，容量测试需要几个小时到十几个小时，自放电测试需要几天到十几天，并且还需要占用大量的充放电测试设备，这就造成梯次利用动力电池分选的成本显著增加；而对于梯次利用动力电池，其剩余价值相比新电池已经明显将低，较高的分选成本会大大降低梯次利用阶段的经济性；而如果只测试电压和内阻(通常只测试1000Hz频率)，对耗时较长的容量和自放电性能不测试，又不能较准确的反应梯次利用动力电池的状态，从而导致分选效果不够理想。因此，对于梯次利用动力电池，需要开发一种快速的分选方式，可以大幅度缩短电池分选时间，同时兼顾电池不同性能的测试分析，以此来降低梯次利用动力电池分选环节的成本，提升动力电池梯次利用的经济性。

发明内容

本发明针对梯次利用动力电池，提供一种快速分选方法，其可在15分钟内完成梯次利用动力电池参数的测试分析，以此来实现梯次利用动力电池的快速分选。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种梯次利用动力电池分选方法，其对梯次利用动力电池的开路电压、充电或放电过程中电池电压变化值、不同频率点的阻抗值进行测试，在此基础上对不同参数的测试结果设置相应的偏差范围，实现梯次利用动力电池的快速分选。

电池容量测试通常是采用充放电的方法，需要较长时间(几个小时)，在充放电过程中电池电压持续变化，其变化速度与充放电电流、电池容量都用关系，因此，在固定充放电电流和时间的情况下，可通过电池电压的变化值在一定程度上估算电池的容量。动力电池的阻抗主要由高频区的欧姆阻抗、中频区的电荷转移阻抗和低频区的扩散阻抗三部分构成，其中高频区的欧模阻抗和中频区的电荷转移阻抗主要反应电池在静置以及充放电过程中的内阻特性，而低频区的扩散阻抗与电池的自放电速度有一定的关系，因此可以通过测试电池在不同频率点的阻抗值，来反应梯次利用动力电池的内阻和自放电性能。

本发明的方法可在15分钟内完成梯次利用动力电池的快速分选，大幅度缩短了梯次利用动力电池的分选成本，同时也兼顾到了梯次利用动力电池的主要性能参数。