一种电源补偿的整包激励方法及装置与流程

本发明涉及锂离子电池，具体为一种电源补偿的整包激励方法及装置。

背景技术：

1、当今世界各国政府对环境污染问题日益关注，以化石燃料为动力源的传统交通工具面临着高污染、燃料资源短缺等问题。因此，更加环保、节能的新能源汽车正在逐步取代燃油汽车。锂离子电池以其能量密度高、寿命长、环保性好等优点，被广泛应用于新能源汽车的储能及动力装置。然而，随着锂离子电池的持续使用，电池的性能会逐渐下降，表现为可用容量衰减和内阻的增加。因此，一般情况下根据电池实际容量和电池内阻作为电池健康状态(state of health,soh)与寿命状态的评价标准。随着电动汽车数量的不断增加，快速准确地估计电池的健康状态具有重要意义。因此，对电动汽车动力电池的健康状态进行高效地估计，成为一个重要的研究方向。

2、电化学阻抗谱(eis)是一种重要的电池动力学表征方法。由于eis可以在宽频率范围内反映电池的阻抗特性，并且具有高精度、宽频带、无损伤性等优点，因此被广泛地应用于电池电化学动力学反应机理分析、电池老化模式分析、电池健康状态估计和寿命预测等方面。然而，传统的eis实验是对单个电池进行静态阻抗实验，只适用于静置的电池单体。而不少场景，如汽车动力电池、储能电池等，电池单体通过串并联的方式相互连接，并通过bms电池管理系统构成一个整体。此时如果采用传统的激励方式，只能将电池包拆下来并将单体取出后进行实验。这不仅会影响电池包整体的稳定性，而且拆卸过程中也可能会对待测电池单体造成不可逆的损坏。

3、为了解决这一问题，整包激励应运而生，它可以直接对电池包或电池模组施加激励，无需对电池单体进行拆卸，非常适合在汽车或储能电站等领域使用。然而，传统的整包激励存在如下问题：由于bms电池管理系统的介入，无法保证流过电池包的电流恰好是施加的激励电流，这将导致测量结果失真。因此，本发明提供了一种电源补偿的整包激励方法和装置，有效地解决了传统方式导致的测量不准的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电源补偿的整包激励方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电源补偿的整包激励装置，包括检测设备和上位机，所述检测设备包括：

3、补偿电源，用于对待测电池充电以及施加恒压激励；

4、充放电设备，用于对待测电池放电；

5、激励板，用于控制补偿电源对待测电池施加恒压激励，最终表现在待测电池施加了相应的激励电压，产生了响应电流；

6、采样板，用于采集电池的状态，采样包括电池端电压、激励电流和响应电压；同时采样板还向所述上位机传输数据；

7、所述上位机和所述采样板连接，用于选择工况、配置参数、启动激励并将所述采样板采集的数据在屏幕上显示。

8、优选的，所述上位机还连接有云端服务器，云端服务器作用是保存采样电压、采样电流和计算的阻抗等过程数据。

9、一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，包括如下步骤：

10、s1，初始化补偿电源模块和充放电模块，闭合补偿电源继电器；

11、s2，闭合电池模组继电器，调节补偿电流或充放电电流直到获得的电池包电流偏置为0；

12、s3，对待测电池包发出恒压激励指令，测量流经电池包的激励电压和响应电流，计算出待测电池包的阻抗，完成整包激励。

13、优选的，步骤s1中，补偿电源继电器初始为断开状态，补偿电源按照5a恒流工况输出，充放电设备同样按照5a恒流工况输出，以适配待测电池流经的电流，根据采样板采集的待测电池ocv数据对输出补偿电压进行调整，以确保补偿电压高于待测电池开路电压。

14、优选的，步骤s1中，初始化完成后，补偿电源继电器处于常闭状态，循环调整补偿电压使得补偿电压始终高于待测电池开路电压。

15、优选的，步骤s2中，逐步升高对充放电模块的放电电流和补偿电源输出的补偿电流，直到放电电流和补偿电流均大于5a；闭合电池模组继电器，用采样板获得流经电池包的电流信息；重复对补偿电源输出电流进行调节，直到流经电池包的电流降为0；此时保持当前补偿电流和充放电电流，进入整包激励步骤。

16、优选的，步骤s3中，激励板产生恒定的激励电压对待测电池实施激励；用采样板采集流经待测电池的激励电压和响应电流；对电流和电压进行处理后计算出待测电池的阻抗。

17、优选的，步骤s3中，根据硬件参数计算出恒压激励工况下，电池的等效激励电流和激励板产生的激励电压具有关系1v对应4.6a；因此，在等效5a激励电流的工况下进行检测，所需的激励电压为1.087v。

18、优选的，步骤s3中，若需要启动下一次激励，无需对充放电电流和补偿电流进行调整，只需重新对充放电模块施加恒压激励即可。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1.本发明适用于电池包或模组的阻抗测试，相较于原有的单个电池测试，本发明无需对电池包或模组进行拆包，破坏电池包的完整性。本发明一次性对所有电池单体进行阻抗测试，可以节约大量时间成本；

21、2.本发明可在电池包充放电的状态下进行阻抗测试，对于汽车、储能等电池包无法长时间静置的环境下同样适用；

22、3.本发明装置整体体积小，集成度高，适合在室内使用。且相关测试数据可保存在云端服务器中，用于对实验过程和结果进行监控和复盘。

技术特征：

1.一种电源补偿的整包激励装置，其特征在于，包括检测设备(1)和上位机(2)，所述检测设备(1)包括：

2.根据权利要求1所述的一种电源补偿的整包激励装置，其特征在于，所述上位机(2)还连接有云端服务器(3)。

3.根据权利要求1所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，步骤s1中，补偿电源继电器初始为断开状态，补偿电源(11)按照5a恒流工况输出，充放电设备(12)同样按照5a恒流工况输出，以适配待测电池流经的电流，根据采样板(14)采集的待测电池ocv数据对输出补偿电压进行调整，以确保补偿电压高于待测电池开路电压。

5.根据权利要求3所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，步骤s1中，初始化完成后，补偿电源继电器处于常闭状态，循环调整补偿电压使得补偿电压始终高于待测电池开路电压。

6.根据权利要求3所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，步骤s2中，逐步升高对充放电模块的放电电流和补偿电源(11)输出的补偿电流，直到放电电流和补偿电流均大于5a；闭合电池模组继电器，用采样板(14)获得流经电池包的电流信息；重复对补偿电源(11)输出电流进行调节，直到流经电池包的电流降为0；此时保持当前补偿电流和充放电电流，进入整包激励步骤。

7.如权利要求3所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，步骤s3中，激励板(13)产生恒定的激励电压对待测电池实施激励；用采样板(14)采集流经待测电池的激励电压和响应电流；对电流和电压进行处理后计算出待测电池的阻抗。

8.如权利要求3所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，步骤s3中，根据硬件参数计算出恒压激励工况下，电池的等效激励电流和激励板(13)产生的激励电压具有关系1v对应4.6a；因此，在等效5a激励电流的工况下进行检测，所需的激励电压为1.087v。

9.如权利要求3所述的一种电源补偿的整包激励装置的使用方法，其特征在于，步骤s3中，若需要启动下一次激励，无需对充放电电流和补偿电流进行调整，只需重新对充放电模块施加恒压激励即可。

技术总结本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电源补偿的整包激励方法及装置。其中，一种电源补偿的整包激励方法，包括：S1，初始化补偿电源模块和放电模块，闭合补偿电源继电器。S2，闭合电池模组继电器，调节补偿电流直到获得的电池包电流偏置为0。S3，对待测电池包发出恒压激励指令，测量流经电池包的激励电压和响应电流，计算出待测电池包的阻抗，完成整包激励。本发明实现了电源补偿的整包激励方法，可以高效地获得电池模组和电池包的阻抗信息。技术研发人员：袁永军,陈钦品,李浩,乔佳,姚欢,徐屹东受保护的技术使用者：上海炙云新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14