一种储能电池检测方法

摘要

一种储能电池检测方法，涉及电池管理技术领域。解决了现有电池组检测技术无法检测电池组在实际工作条件下的工作性能的问题。该方法通过对电池组在给定的工况条件和设定好的测试步骤：包括静止5分钟，恒流放电至放电截止电压U₁，静止1小时，恒流充电至充电截止电压U₂，恒压充电至电流小于充电截止电流，静止1小时，工况条件下放电至截止电压U₃，0.05C恒流放电至截止电压U₄，0.5C恒流放电至放电截止电压U₁下进行，通过在检测中测得参数(包括端电压、总电流)和在线参数识别方法可以得到电池模块评价参数(包括开路电压、极化内阻、极化电容、欧姆内阻、容量参数、功率参数)，从而利用这些参数对电池组进行评价。它主要用于对电池组进行检测。

主权项

一种储能电池检测方法，该方法是基于测试电池组(1)、电流电压测试模块(2)和充放电机(3)实现的，测试电池组(1)由多个电池单体构成；其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，连接测试电池组(1)、电流电压测试模块(2)和充放电机(3)，使得电流电压测试模块(2)用于对测试电池组(1)进行电压和电流检测，充放电机(3)用于对测试电池组(1)进行电流、电压控制，连接完成后，测试电池组(1)静止5分钟；步骤二，充放电机(3)对测试电池组(1)进行1C恒流放电，使测试电池组(1)恒流放电至放电截止电压U₁后，充放电机(3)停止工作1小时；步骤三，充放电机(3)对测试电池组(1)进行0.5C恒流充电，使测试电池组(1)电压达到充电截止电压U₂；步骤四，充放电机(3)对测试电池组(1)进行恒压U₂充电，直到充放电机(3)的充电电流小于测试电池组(1)的充电截止电流I₁后，充放电机(3)停止工作1小时；步骤五，设定初始时间为t₀，充放电机(3)按给定工况对测试电池组(1)进行放电控制，使测试电池组(1)放电至截止电压U₃，充放电机(3)停止工作，记录测试电池组(1)的放电时间t₁，并在放电时间t₁内通过电流电压测试模块(2)实时的获得测试电池组(1)的总电压U′_m,k、总电流I′_m,k、各个电池单体端电压u′_i,k，各个电池单体电流I′_i,k，其中，U′_m,k表示在放电时间t₁内，时刻为k时，测试电池组(1)的当前总电压，I′_m,k表示在放电时间t₁内，时刻为k时，测试电池组(1)的当前总电流，u′_i,k表示在放电时间t₁内，时刻为k时，第i个电池单体端电压，I′_i,k表示在放电时间t₁内，时刻为k时，第i个电池单体电流，i＝1、2、3…n，i、k和n均为正整数；步骤六，充放电机(3)按0.05C对测试电池组(1)进行恒流放电控制，使测试电池组(1)放电至截止电压U₄，充放电机(3)停止控工作，记录测试电池组(1)放电时间t₂，并在放电时间t₂内通过电流电压测试模块(2)实时的获得测试电池组(1)的总电压U′_n,k、总电流I′_n,k、各个电池单体端电压u″_i,k，各个电池单体电流I″_i,k，U′_n,k表示在放电时间t₂内，时刻为k时，测试电池组(1)的当前总电压，I′_n,k表示在放电时间t₂内，时刻为k时，测试电池组(1)的当前总电流，u″_i,k表示在放电时间t₂内，时刻为k时，第i个电池单体端电压，I″_i,k表示在放电时间t₂内，时刻为k时，第i个电池单体电流，步骤七，充放电机(3)按0.5C对测试电池组(1)进行恒流放电控制，使得测试电池组(1)放电至放电截止电压U₁，记录测试电池组(1)放电时间t₃，并在放电时间t₃内通过电流电压测试模块(2)实时的获得测试电池组(1)的总电压U′_p,k、总电流I′_p,k、各个电池单体端电压u″′_i,k，各个电池单体电流I″′_i,k，U′_p,k表示在在放电时间t₃内，时刻为k时，测试电池组(1)的当前总电压，I′_p,k表示在在放电时间t₃内，时刻为k时，测试电池组(1)的当前总电流，u″′_i,k表示在放电时间t₃内，时刻为k时，第i个电池单体端电压，且U₂>U₃>U₄>U₁；I″′_i,k表示在放电时间t₃内，时刻为k时，第i个电池单体电流；步骤八，根据步骤六记录的各时刻各电池单体端电压u″_i,k，抽取各时刻各个电池单体电压u″_i,k由u_i,a降低至u_i,b时，各个电池单体放电时间t′_i以及与上述各个电池单体放电时间t′_i所对应的电流i_i，通过下述公式一获得各个电池单体容量c_i；$c_i=1/(k_{i,2}-k_{i,1})·{\int }_0^{t_i^{\prime }}{i}_i{\mathrm{dt}}^{\prime }$   (公式一)，其中，k_i,1为第i个电池单体在电压为u_a时，所对应的容量百分比的倒数，k_i,2为第i个电池单体在电压为u_b时，所对应的容量百分比的倒数，步骤九，根据步骤五至步骤八中获得的I′_m,k、I′_n,k和I′_p,k代入如下公式，获得测试电池组(1)总容量C，$C={\int }_{t_0}^{t_1}{I}_{m,k}^{\prime }dt+{\int }_{t_1}^{t_2}{I}_{n,k}^{\prime }dt+{\int }_{t_2}^{t_3}{I}_{p,k}^{\prime }dt$   (公式二)，步骤十，通过表1获得目标向量θ_k；设$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{OCV}}_k={\theta }_k\left(1\right)\\ R_{o,k}={\theta }_k\left(3\right)/{\theta }_k\left(4\right)\end{array}\right.,$获得测试电池组(1)的内部电压源OCV_k和欧姆内阻R_o,k，表1其中，(公式三)，I表示四阶单位矩阵，表示测试电池组测量矩阵，Δt表示采样时间间隔，θ_k(1)表示目标向量θ_k的第一个元素，θ_k(3)表示目标向量θ_k的第三个元素，θ_k(4)表示目标向量θ_k的第四个元素，K_k表示增益矩阵，P_k表示第k次更新的估计误差协方差矩阵，P_k‑1第k‑1次更新的估计误差协方差矩阵，当k的取值为1时，I′_m,k‑1＝0，步骤十一，通过表2获得目标向量θ′_k；设$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{OCV}}_{i,k}^{\prime }={\theta }_k^{\prime }\left(1\right)\\ R_{i,k}^{\prime }={\theta }_k^{\prime }\left(3\right)/{\theta }_k^{\prime }\left(4\right)\end{array}\right.,$获得各个电池单体的内部电压源OCV′_i,k和欧姆内阻R′_i,k；表2其中，(公式四)，I表示四阶单位矩阵，表示电池单体测量矩阵，OCV′_i,k表示第i个电池单体在k时刻的内部电压，R′_i,k表示第第i个电池单体在k时刻的欧姆内阻，θ′_k(1)表示目标向量θ′_k的第一个元素，θ′_k(3)表示目标向量θ′_k的第三个元素，θ′_k(4)表示目标向量θ′_k的第四个元素，当k的取值为1时，I′_i,k‑1＝0；步骤十二，获得测试电池组(1)的各时刻的总功率Power_k；步骤十三，获得各时刻各个电池单体功率Power′_k，完成对测试电池组的检测。