一种电芯胀气监控方法、装置、电池管理系统及电子设备制造方法及图纸

本申请涉及一种电芯胀气监控方法、装置、电池管理系统及电子设备，属于电池技术领域。该方法包括：获取电芯在特定DOD时的电荷转移内阻Rt值；基于获取到的Rt值确定Rt增长率；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况。通过对电芯在使用过程中的电荷转移内阻Rt值进行检测，并以此来确定Rt增长率，之后基于Rt增长率来监控电芯的胀气情况，从而无需额外增加传感器，就能实现对电芯胀气情况的在线监控，进而也不需要对设备的电池仓进行针对性设计以容纳胀气检测所需的硬件。同时，在监控时，获取的是电芯的电荷转移内阻，以此来消除其他因素，如材料自身老化对内阻的影响，从而可以提高监控结果的准确性。而可以提高监控结果的准确性。而可以提高监控结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电芯胀气监控方法、装置、电池管理系统及电子设备


[0001]本申请属于电池
，具体涉及一种电芯胀气监控方法、装置、电池管理系统及电子设备。

技术介绍

[0002]胀气是电芯常见的一种失效模式，电芯胀气会导致电芯的电性能大幅下降，极大地降低了电芯的理论周期寿命，因此需要对电芯在使用过程中的胀气状态进行监控。
[0003]当前电芯胀气在线检测方案，主要是通过在电芯表面增加形变传感器或压力传感器，通过物理传感器的信号反馈电芯胀气情况。但该方案需要额外增加硬件，一方面增加了硬件成本，另一方面需要对设备的电池仓进行针对性设计以容纳胀气检测所需的硬件。而对于消费类产品，如手机、电脑等，由于体积紧凑，电池仓的预留空间有限，一般无法使用上述的使用物理传感器的监控方案。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请的目的在于提供一种电芯胀气监控方法、装置、电池管理系统及电子设备，以改善现有电芯胀气检测方法需要对设备的电池仓进行针对性设计以容纳胀气检测所需的硬件的问题。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供了一种电芯胀气监控方法，包括：当电芯所处温度在预设温度范围内时，获取电芯在特定DOD时的电荷转移内阻Rt值；基于获取到的Rt值确定Rt增长率；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况。
[0006]在本申请实施例中，专利技术人在研究本申请时发现电芯在发生胀气时，电芯界面间因气体的存在而影响离子移动和电荷转移过程，使电芯的内阻增大，从而可以通过检测电芯在使用过程中因胀气引起的内阻增长来监控电芯的胀气情况，因此，本申请中，通过对电芯在使用过程中的电荷转移内阻Rt值进行检测，并以此来确定Rt增长率，之后基于Rt增长率来监控电芯的胀气情况，从而无需额外增加传感器，就能实现对电芯胀气情况的在线监控，由于不需要额外增加传感器，进而也不需要对设备的电池仓进行针对性设计以容纳胀气检测所需的硬件。同时，在监控时，获取的是电芯的电荷转移内阻，拆分出受胀气膨胀影响的内阻部分，以此来消除其他因素，如材料自身老化对内阻的影响，从而可以提高监控结果的准确性。
[0007]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述预设规则包括单值控制图，所述单值控制图上的每个单值表征一个Rt斜率变化率；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况，包括：对所述Rt增长率进行一阶微分得到Rt斜率变化率；将得到的Rt斜率变化率与所述单值控制图中的控制上限值进行比较来监控所述电芯的胀气情况；其中，若所述得到的Rt斜率变化率不小于所述单值控制图中的控制上限值，则表征所述电芯已出现胀气。
[0008]在本申请实施例中，通过对获取到的Rt增长率进行一阶微分得到Rt斜率变化率，以消除异常增长，之后将该Rt斜率变化率与单值控制图中的控制上限值进行比较，从而可以快速监控电芯的胀气情况。
[0009]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，若所述得到的Rt斜率变化率小于所述单值控制图中的控制上限值时，所述方法还包括：基于所述得到的Rt斜率变化率更新所述单值控制图。
[0010]本申请实施例中，获取到的Rt斜率变化率小于单值控制图中的控制上限值时，基于获取到的Rt斜率变化率更新单值控制图，从而可根据电芯个体的Rt斜率变化率，自适应地调整其胀气报警的阈值（即控制上限），避免电芯个体差异引起的报警误判。
[0011]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述预设规则包括表征电芯的Rt增长率和胀气率的对应关系表；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况，包括：基于所述对应关系表，查找所述Rt增长率对应的胀气率；将所述Rt增长率对应的胀气率与预设阈值进行比较来监控所述电芯的胀气情况；其中，若所述Rt增长率对应的胀气率大于所述预设阈值，则表征所述电芯已出现胀气。
[0012]本申请实施例中，基于表征电芯的Rt增长率和胀气率的对应关系表，来查找获取到的Rt增长率对应的胀气率，并以此来监控电芯的胀气情况，从而可以快速实现对电芯胀气情况的监控。
[0013]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在基于所述对应关系表，查找所述Rt增长率对应的胀气率之前，所述方法还包括：每当循环对指定电芯进行充放电的次数到达指定循环数时，获取所述指定电芯的胀气率以及获取所述指定电芯在特定DOD时的Rt值；其中，每次获取Rt值时所述指定电芯的DOD一致；基于获取到的多个指定循环数对应的Rt值，得到表征循环数和Rt增长率的对应关系的第一关系表；基于获取到的多个指定循环数对应的胀气率，得到表征循环数和胀气率的对应关系的第二关系表；对所述第一关系表和所述第二关系表进行相关性处理，得到所述对应关系表。
[0014]本申请实施例中，通过模拟电池的使用情况来对指定电芯进行充放电，以使电芯发生胀气，并获取指定电芯的胀气率以及Rt值，并以此得到表征电芯的Rt增长率和胀气率的对应关系表，从而使得后续在应用时，基于该对应关系表，来查找获取到Rt增长率对应的胀气率，便可实现对电芯胀气情况的监控，十分的便捷；同时，每次获取电芯的Rt值时，都是在同一个DOD时获取，例如，都是在指定电芯的50%DOD时获取，这样可以避免每次获取Rt值时的DOD不同所带来的误差，提高准确性。
[0015]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，每次对指定电芯进行充放电的步骤，包括：以第一电流将所述指定电芯充电到第一DOD；在静置指定时长后，以第二电流将所述指定电芯放电到第二DOD，所述第一DOD小于所述第二DOD。
[0016]本申请实施例中，通过上述方式来对电芯进行充放电，从而能快速使指定电芯发生胀气。
[0017]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第一电流大于所述第二电流，所述第一电流和所述第二电流的取值为0.5库伦至2库伦之间的任一数值。
[0018]本申请实施例中，通过快充慢放的方式来真实模拟电池的实际使用场景，以此可以提高监控的准确性。
[0019]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，获取所述电芯在特定DOD时的电荷转移内阻Rt值，包括：以第三电流对电量在特定DOD时的所述电芯放电预设时长；分别获取所述预设时长后的第一时刻和第二时刻的所述电芯的电压；基于所述第一时刻的电压、所述第二时刻的电压和所述第三电流的值，得到所述电芯在特定DOD时的电荷转移内阻Rt值。
[0020]结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，若获取到的Rt值为非首次获取到的Rt值时，则所述Rt增长率为获取到的Rt值相对于首次获取到的Rt值的增长率。
[0021]本申请实施例中，将首次获取到的Rt值作为确定Rt增长率的基准，使得后续在确定获取到的Rt值对应的Rt增长率时的基准一致，以此来提高测量准确性。
[0022]第二方面，本申请实施例还提供了一种电芯胀气监控装置，包括：获取单元、监控单元；获取单元，用于当电芯所处温度在预设温度范围内时，获取电芯在特定DOD时的电荷转移内阻Rt值，并基于获取到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯胀气监控方法，其特征在于，包括：当电芯所处温度在预设温度范围内时，获取电芯在特定DOD时的电荷转移内阻Rt值；基于获取到的Rt值确定Rt增长率；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设规则包括单值控制图，所述单值控制图上的每个单值表征一个Rt斜率变化率；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况，包括：对所述Rt增长率进行一阶微分得到Rt斜率变化率；将得到的Rt斜率变化率与所述单值控制图中的控制上限值进行比较来监控所述电芯的胀气情况；其中，若所述得到的Rt斜率变化率不小于所述单值控制图中的控制上限值，则表征所述电芯已出现胀气。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述得到的Rt斜率变化率小于所述单值控制图中的控制上限值时，所述方法还包括：基于所述得到的Rt斜率变化率更新所述单值控制图。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设规则包括表征电芯的Rt增长率和胀气率的对应关系表；基于所述Rt增长率和预设规则监控所述电芯的胀气情况，包括：基于所述对应关系表，查找所述Rt增长率对应的胀气率；将所述Rt增长率对应的胀气率与预设阈值进行比较来监控所述电芯的胀气情况；其中，若所述Rt增长率对应的胀气率大于所述预设阈值，则表征所述电芯已出现胀气。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在基于所述对应关系表，查找所述Rt增长率对应的胀气率之前，所述方法还包括：每当循环对指定电芯进行充放电的次数到达指定循环数时，获取所述指定电芯的胀气率以及获取所述指定电芯在特定DOD时的Rt值；其中，每次获取Rt值时所述指定电芯的DOD一致；基于获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄杰明，黄宗传，王国良，张莹，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：