CN119481379A - 电池包修复方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池领域，本公开的所述电池包修复方法及系统用于修复包括串联连接的多个电芯的电池包，所述修复方法包括：对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡；执行异常电芯替换步骤，包括：检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，并替换所述异常电芯为正常电芯。本公开的电池包修复方法及系统能够提高所述电池包的使用寿命，且修复效率高，成本低。

Description

电池包修复方法及系统

技术领域

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及电池包修复方法及系统。

背景技术

相关技术中，电池包例如工作一段时间后的两轮车电池包，工作性能会有所下降，后续的使用寿命较短，然而此类电池包若直接废弃，容易造成浪费。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本公开的目的在于提供电池包修复方法及系统，能够提高所述电池包的使用寿命，且修复效率高，成本低。

本公开提供的电池包修复方法，用于修复包括串联连接的多个电芯的电池包，所述修复方法包括：对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡；执行异常电芯替换步骤，包括：检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，并替换所述异常电芯为正常电芯。

根据本公开提供的一些实施例，检测所述电池包是否处于可修复状态的方法包括以下一种：1）预检所述电池包的电池管理系统芯片是否损坏，若未损坏则采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于所述可修复状态；2）采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于所述可修复状态。

根据本公开提供的一些实施例，所述电压均衡包括主动均衡和被动均衡中至少一种；所述电压均衡的均衡目标包括：电压均衡后多个所述电芯对应的多个电压值中，最大电压值和最小电压值的压差值在设定电压值以下。

根据本公开提供的一些实施例，所述检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，包括：采集电压均衡后多个所述电芯对应的多个阻抗值，筛选多个所述阻抗值中的异常值，并确定异常值对应的所述电芯为所述异常电芯；和/或所述正常电芯包括：阻抗正常的新电芯或维修后阻抗正常的所述异常电芯。

根据本公开提供的一些实施例，所述采集电压均衡后多个所述电芯对应的多个阻抗值，包括：采集多个所述电芯串联电路上的总工作电流和多个所述电芯对应的多个工作电压，并根据所述总工作电流、多个所述工作电压和欧姆定律确定多个所述阻抗值。

根据本公开提供的一些实施例，还包括：对替换后的所述电池包循环进行所述电压均衡和所述异常电芯替换步骤，直至每个所述电芯在电压均衡下阻抗正常。

根据本公开提供的一些实施例，还包括：检测每个所述电芯在电压均衡下阻抗正常的电池包在充满电后的荷电状态，并根据所述荷电状态是否达到预设荷电状态确定所述电池包是否被修复至预设合格标准。

本公开还提供电池包修复系统，用于修复包括串联连接的多个电芯的电池包，所述修复系统包括：电池均衡设备，用于对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡；阻抗检测设备，设在所述均衡设备后级，用于检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯；替换设备，设在所述阻抗检测设备后级，用于替换所述异常电芯为正常电芯；控制设备，与所述均衡设备、所述阻抗检测设备和所述替换设备连接。

根据本公开提供的一些实施例，还包括：预检设备，所述预检设备包括：第一预检单元，用于检测所述电池包的电池管理系统芯片是否损坏；及第二预检单元，设在所述第一预检单元后级，用于采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于可修复状态；或所述预检设备包括：第二预检单元，用于采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于可修复状态。

根据本公开提供的一些实施例，所述阻抗检测设备包括：电流检测单元，安装在串联多个所述电芯的串联电路上，用于检测所述电芯的总工作电流；多个电压检测单元，对应并联在多个所述电芯两端，用于检测多个所述电芯的多个工作电压；阻抗分析单元，分别与所述电流检测单元和多个所述电压检测单元相连，用于根据所述总工作电流和多个所述工作电压确定多个阻抗值；和/或荷电状态检测设备，设在所述替换设备后级，且与所述控制设备相连，所述控制设备根据所述电池包的荷电状态是否达到预设荷电状态，确定所述电池包是否被修复至预设合格标准。

有益效果：

（1）本公开的电池包修复方法及系统，能够修复所述电池包，提高所述电池包的使用寿命，且修复效率高，成本低。

（2）本公开的电池包修复方法及系统，能够令电池包的多个所述电芯电压均衡和阻抗均衡，修复效果好。

（3）本公开的电池包修复方法及系统，有利于避免修复合格的所述电池包中混杂有不合格的所述电池包，有利于确保所述电池包的修复效果。

附图说明

图1是本公开一实施例的电池包修复方法的修复流程示意图。

图2是本公开又一实施例的电池包修复方法的修复流程示意图。

图3是本公开实施例的电池包修复系统的布置示意图。

附图标记：

电池均衡设备11；

阻抗检测设备12；

替换设备13；

控制设备14；

预检设备15

荷电状态检测设备16；

输送设备800。

具体实施方式

以下通过特定的具体示例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本公开所揭露的消息轻易地了解本公开的其他优点与功效。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用模块，本公开中的各项细节也可以根据不同观点与应用模块，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

相关技术中，电池包例如工作一段时间后的两轮车电池包，工作性能会有所下降，后续的使用寿命较短，然而此类电池包若直接废弃，容易造成浪费。

鉴于此，本公开提供电池包修复方法及系统，所述电池包修复方法及系统能够对所述电池包进行修复，提高所述电池包的工作性能，延长所述电池包的使用寿命。

所述电池包修复方法用于修复电池包，所述电池包包括串联连接的多个电芯。其中，每个‌所述电芯可独立地工作以为外界提供电能。可选地，所述电池包可以为两轮车电池包，但可以理解的是，本公开所述的电池包包括但不限于此，所述电池包也可以为四轮车电池包或其它的具有串联的多个所述电芯的电池包。

图1是本公开一实施例的电池包修复方法的修复流程示意图。参阅图1，所述电池包修复方法包括以下步骤：

S10：对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡。处于可修复状态的所述电池包可以理解为处于需修复且能被修复状态的所述电池包。由此，本公开在对所述电池包修复时，能够先剔除出工作性能良好的不需修复的所述电池包，剔除出无法修复的所述电池包，从而避免修复过程中才发现所述电池包不需修复或无法修复的情况，避免时间和资源的浪费，有利于提高所述电池包的修复效率和降低修复成本。

可选地，检测所述电池包是否处于可修复状态包括步骤a：采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否处于第一预设范围内。示例地，所述第一预设范围可为3mV-5mV。由此，若所述压差值过小，则说明所述电池包未损坏，可继续良好工作，不需修复。若所述压差值过大，则说明所述电池包中可能出现短路或断路等重大故障，所述电池包修复时需逐一排查各电缆线路，修复难度大，修复价值小，该类所述电池包也可以剔除。由此，上述步骤能够剔除工作性能良好的所述电池包、无法修复的电池包及具有重大故障且修复价值小的所述电池包，便于筛选出简便操作即可修复的所述电池包。‌

可选地，检测所述电池包是否处于可修复状态还包括步骤b：在步骤a之前，检测所述电池包的电池管理系统芯片是否损坏。所述电池管理系统芯片与多个所述电芯连接，用于管理多个所述电芯，是所述电池包的核心部分和成本较高的部分，当所述电池管理系统芯片损坏时，所述电池包修复价值小，可剔除所述电池包。

示例地，检测所述电池管理系统芯片是否损坏包括：向所述电池管理系统芯片发送指令，并根据所述电池管理系统芯片是否响应所述指令，确定所述电池管理系统芯片是否损坏。由此，在向所述电池包发送指令以后，若所述电池管理系统芯片响应所述指令，则说明所述电池管理系统芯片未发生损坏。若所述电池管理系统芯片无法响应所述指令，则说明所述电池管理系统芯片发生损坏。

可选地，所述电压均衡的均衡目标包括：多个所述电芯对应的多个所述电压值中，最大电压值和最小电压值的压差值在设定电压值以下。示例地，所述设定电压值低于所述第一预设范围内的任意值，例如所述设定电压值可以为2mV。

可选地，所述电池包的电压均衡包括被动均衡。示例地，所述被动均衡的操作包括在电压高的所述电芯上并联一均衡电阻和一导通开关。由此，当所述导通开关导通时，充电电流通过所述均衡电阻时分流，使得电压高的所述电芯充电电流小，而电压低的所述电芯充电电流大，实现各所述电芯的电压的均衡。当然，可以理解的是，所述电压均衡也可包括主动均衡，所述主动均衡的操作包括‌在电压高的所述电芯和电压低的所述电芯之间设置能量转换设备，所述能量转换设备包括电容和/或电感等储能元件。所述能量转换设备能够吸收电压高的所述电芯的电量，并将所述电量送至电压低的所述电芯中，由此通过所述能量转换设备不断地转换能量实现各所述电芯的电压的均衡。

S20：执行异常电芯替换步骤，所述异常电芯替换步骤包括：检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，并替换所述异常电芯为正常电芯。可以理解的是，电压均衡后所述电芯的阻抗是指所述电芯均衡后的总阻抗，例如，当电压高的所述电芯被并联所述均衡电阻后，电压均衡后所述电芯的阻抗是指所述电芯和所述均衡电阻并联后的总电阻。

对于所述电池包来说，电压均衡后各所述电芯的阻抗应尽可能保持相同，否则充电或放电过程中，各所述电芯的充电或放电过程会有所不同，影响所述电池包的整体性能和寿命。因此，检测电压均衡后各所述电芯中是否存在阻抗值异常于（明显不同于）其它所述电芯的异常电芯，当所述异常电芯存在时，将所述异常电芯替换为阻抗值等同于其它所述电芯的正常电芯。由此，该步骤保证电压均衡后各所述电芯对应的阻抗也能够均衡，从而使得所述电池包具有较好的修复效果，能够修复得到工作性能良好的所述电池包，延长所述电池包的使用寿命。

可选地，所述检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，包括：采集电压均衡后多个所述电芯对应的多个阻抗值，筛选多个所述阻抗值中的异常值，并确定异常值对应的所述电芯为所述异常电芯。换言之，获取得到电压均衡后多个所述电芯对应的多个所述阻抗值后，若多个所述阻抗值中存在异常值时，则所述异常值对应的所述电芯即为所述异常电芯，由此，所述异常电芯被筛选出来。反之，若多个所述阻抗值中未存在异常值时，则电压均衡后的多个所述电芯中未存在所述异常电芯。

示例地，所述筛选可以利用异常值筛选算法来实现，例如，计算出多个所述阻抗值的平均值和标准差以后，将每个所述阻抗值与根据所述平均值和所述标准差形成的比较范围进行比较，当任一所述阻抗值的大小在平均值的三倍标准差以外时，所述阻抗值即判定为所述异常值，异常值对应的所述电芯即为所述异常电芯。反之，所述阻抗值为正常值，所述电芯阻抗正常。当然，可以理解的是，所述异常值筛选算法包括但不限于此，能够筛选出异常值的其它算法也在本公开的保护范围内。

可选地，所述采集电压均衡后多个所述电芯对应的多个阻抗值包括：采集多个所述电芯串联电路上的总工作电流和每个所述电芯的工作电压，并根据所述总工作电流、多个所述工作电压和欧姆定律确定多个所述阻抗值。示例地，将所述总工作电流和电压均衡后每个所述电芯两端的电压带入欧姆定律中求解电阻的公式，求解所得到的值即为所述阻抗值。由此，根据多个所述工作电压、一个所述总工作电流及所述欧姆定律，即可对应计算出电压均衡后每个所述电芯所对应的阻抗值。

可选地，所述正常电芯包括阻抗正常的新电芯或维修后阻抗正常的所述异常电芯。换言之，在找出所述异常电芯以后，可以利用功能良好且阻抗正常的新电芯替换之前的异常电芯，也可以将所述异常电芯送去维修，并在将所述异常电芯的阻抗值维修至正常以后，将维修好的所述异常电芯再重新安装回来。

图2是本公开又一实施例的电池包修复方法的修复流程示意图。参阅图2，所述电池包修复方法还包括以下步骤：

S30：对替换后的所述电池包循环进行所述电压均衡和所述异常电芯替换步骤，直至每个所述电芯在电压均衡下阻抗正常。

换言之，在对所述电池包执行所述异常电芯替换步骤以后，可以将所述电池包的修复进程重新循环回到所述电压均衡，并在所述电压均衡后再次进行所述异常电芯替换步骤，重新对再次电压均衡后的所述电池包进行阻抗检测，直至阻抗检测获取得到的多个所述阻抗值中未存在异常值，由此重复循坏，能够确保最后一次异常电芯替换后，所述电池包中不再存在所述异常电芯。

可选地，参阅图2，所述电池包修复方法还包括以下步骤：

S40：检测每个所述电芯在电压均衡下阻抗正常的电池包在充满电后的荷电状态，并根据所述荷电状态是否达到预设荷电状态，确定所述电池包是否被修复。

换言之，当所述电池包的电压均衡操作和异常电芯替换操作均完成后，对所述电池包充满电，并检测充满电后所述电池包的荷电状态，当检测到充满电后所述电池包的荷电状态达到预设荷电状态，则判定所述电池包修复效果达到预设合格标准，所述电池包可统一收集，并继续投入使用。当检测到充满电后所述电池包的荷电状态未达到预设荷电状态，则判定所述电池包修复效果未达预设合格标准，则所述电池包可以废弃回收，不再投入使用，也不再进行修复，有利于避免修复合格的所述电池包中混杂有不合格的所述电池包，有利于确保所述电池包的修复效果。

具体地，所述电池包充满电后的荷电状态可以用SOC值来表征，所述预设合格标准包括充满电后所述电池包的SOC值大于等于90%。由此，当所述电池包充满电后的SOC值大于等于90%时，则判定所述电池包修复效果好，可将所述电池包继续投入使用。当检测到的所述电池包充满电后的SOC值小于90%时，则所述电池包可以废弃回收，不再投入使用。

图3是本公开实施例的电池包修复系统的布置示意图。参阅图3，本公开提供的电池包修复系统包括电池均衡设备11、阻抗检测设备12、替换设备13和控制设备14。所述电池均衡设备11用于对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡。所述阻抗检测设备12（例如EIS阻抗分析设备）设在所述电池均衡设备11后级，用于检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯。所述替换设备13（例如多自由度机械手）用于替换所述异常电芯为正常电芯。所述控制设备14（例如工控机）与所述电池均衡设备11、所述阻抗检测设备12和所述替换设备13连接。

可以理解的是，图3中虚线上的箭头表示所述电池包被输送时的输送方向，本公开的所述电池包修复系统对所述电池包修复时，所述电池包在输送设备800例如输送带的输送下，沿虚线上的箭头所示的方向依次经由所述电池均衡设备11所在工位、所述阻抗检测设备12所在工位和所述替换设备13所在工位时，所述控制设备14会控制所述电池均衡设备11、所述阻抗检测设备12和所述替换设备13，对所述电池包依次进行电压均衡操作和异常电芯替换操作，从而实现对所述电池包的修复，延长所述电池包的使用寿命。

可选地，所述阻抗检测设备12包括电流检测单元、多个电压检测单元和阻抗分析单元。所述电流检测单元安装在串联多个所述电芯的串联电路上，用于检测所述电芯的总工作电流。多个所述电压检测单元对应并联在多个所述电芯两端，用于检测多个所述电芯的多个工作电压。所述阻抗分析单元分别与所述电流检测单元和多个所述电压检测单元相连，用于根据所述总工作电流和多个所述工作电压确定多个所述电芯对应的多个阻抗值。

参阅图3，图3中实线上指向所述电池均衡设备11的箭头表示所述电池包可以由所述替换设备13运送至所述电池均衡设备11。图3中实线上指向所述替换设备13的箭头表示所述电池包可以由所述电池均衡设备11运动至所述替换设备13，可选地，所述替换设备13可以为可行走的多自由度机械手，用于在所述电池包循环进行所述电压均衡和所述异常电芯替换操作时，在电池均衡设备11和阻抗检测设备12之间循环运送所述电池包。或者，在所述替换设备13和所述电池均衡设备11之间设置经过所述阻抗检测设备12的运送装置，例如搬运机械手，用于在所述电池包循环进行所述电压均衡和所述异常电芯替换操作时，在电池均衡设备11、阻抗检测设备12和替换设备13之间循环运送所述电池包。

可选地，参阅图3，所述电池包修复系统还包括预检设备15。

在一些示例中，所述预检设备15包括第一预检单元和第二预检单元。其中，所述第一预检单元用于检测所述电池包的电池管理系统芯片是否损坏。所述第二预检单元设在所述第一预检单元后级，用于采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于可修复状态。

在另一些示例中，所述预检设备15仅包括第二预检单元。所述第二预检单元用于采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于可修复状态。

可选地，所述电池包修复系统还包括荷电状态检测设备16。所述荷电状态检测设备16设在所述替换设备13后级，且与所述控制设备14相连。所述控制设备14根据所述电池包的荷电状态是否达到预设荷电状态，确定所述电池包是否被修复至预设合格标准。

上述实施例仅例示性说明本公开的原理及其功效，而非用于限制本公开。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本公开的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本公开所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本公开的保护范围所涵盖。

Claims (8)

1.电池包修复方法，其特征在于，用于修复包括串联连接的多个电芯的电池包，所述修复方法包括：

对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡；检测所述电池包是否处于可修复状态的方法包括以下一种：1）预检所述电池包的电池管理系统芯片是否损坏，若未损坏则采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于所述可修复状态；2）采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于所述可修复状态；

执行异常电芯替换步骤，包括：检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，并替换所述异常电芯为正常电芯。

2.根据权利要求1所述的电池包修复方法，其特征在于，所述电压均衡包括主动均衡和被动均衡中至少一种；

所述电压均衡的均衡目标包括：电压均衡后多个所述电芯对应的多个电压值中，最大电压值和最小电压值的压差值在设定电压值以下。

3.根据权利要求1所述的电池包修复方法，其特征在于，所述检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯，包括：采集电压均衡后多个所述电芯对应的多个阻抗值，筛选多个所述阻抗值中的异常值，并确定异常值对应的所述电芯为所述异常电芯；和/或

所述正常电芯包括：阻抗正常的新电芯或维修后阻抗正常的所述异常电芯。

4.根据权利要求3所述的电池包修复方法，其特征在于，所述采集电压均衡后多个所述电芯对应的多个阻抗值，包括：采集多个所述电芯串联电路上的总工作电流和多个所述电芯对应的多个工作电压，并根据所述总工作电流、多个所述工作电压和欧姆定律确定多个所述阻抗值。

5.根据权利要求1所述的电池包修复方法，其特征在于，还包括：对替换后的所述电池包循环进行所述电压均衡和所述异常电芯替换步骤，直至每个所述电芯在电压均衡下阻抗正常。

6.根据权利要求1所述的电池包修复方法，其特征在于，还包括：检测每个所述电芯在电压均衡下阻抗正常的电池包在充满电后的荷电状态，并根据所述荷电状态是否达到预设荷电状态确定所述电池包是否被修复至预设合格标准。

7.电池包修复系统，其特征在于，用于修复包括串联连接的多个电芯的电池包，所述修复系统包括：

预检设备，所述预检设备包括：第一预检单元，用于检测所述电池包的电池管理系统芯片是否损坏；及第二预检单元，设在所述第一预检单元后级，用于采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于可修复状态；或所述预检设备包括：第二预检单元，用于采集多个所述电芯的多个电压值，并比较多个电压值中的最大电压值和最小电压值的压差值是否在第一预设范围内，若在则确定所述电池包处于可修复状态；

电池均衡设备，用于对处于可修复状态的所述电池包进行电压均衡；

阻抗检测设备，设在所述均衡设备后级，用于检测电压均衡后多个所述电芯中是否存在阻抗异常的异常电芯；

替换设备，设在所述阻抗检测设备后级，用于替换所述异常电芯为正常电芯；

控制设备，与所述均衡设备、所述阻抗检测设备和所述替换设备连接。

8.根据权利要求7所述的电池包修复系统，其特征在于，所述阻抗检测设备包括：电流检测单元，安装在串联多个所述电芯的串联电路上，用于检测所述电芯的总工作电流；多个电压检测单元，对应并联在多个所述电芯两端，用于检测多个所述电芯的多个工作电压；阻抗分析单元，分别与所述电流检测单元和多个所述电压检测单元相连，用于根据所述总工作电流和多个所述工作电压确定多个阻抗值；和/或

荷电状态检测设备，设在所述替换设备后级，且与所述控制设备相连，所述控制设备根据所述电池包的荷电状态是否达到预设荷电状态，确定所述电池包是否被修复至预设合格标准。