動力電池包模塊中失效電芯的識別方法與流程

背景技術：
：目前，隨著新能源汽車的不斷推廣應用，新能源汽車的產銷量成幾何級數的增長，而新能源汽車的生產關鍵是為其提供動力能源的動力電池。還有隨著計算機技術的不斷發展，動力電池也不斷在各個方面得到推廣應用。而應用的不同其所需要的動力電池的容量大小也不同。

通常的動力電池包模塊是由若干的電池電芯并聯的連接而成，而動力電池包模塊為了提高容量一般由多個18650電池電芯或者叫電芯并聯而成，當單顆電芯失效時其余正常電芯會通過并聯電路對失效電芯進行補電，從而導致整個電池包模塊低壓，對于這種出現失效電池電芯現象的在維修過程中至今沒有有效的方法識別失效電芯。

當前，售后壓差電池包中失效電芯主要是通過破壞整個模塊的并聯電路后再采用電壓檢測手段的方法來識別，通過此方法識別失效電芯不僅工作量巨大，需投入大量的勞動力而且使整個動力電池包模塊報廢，造成重大損失。

技術實現要素：
：本發明的目的就是要克服上述缺點，針對現有技術存在的不足，提供一種動力電池包模塊中失效電芯的識別方法。其是通過紅外熱像儀的使用提供一種無傷識別并聯模塊中失效電芯的方法；方法使用簡單、方便、直觀，且識別后不會對模塊正常點造成任何損傷，在針對性的處理后模塊可以返修后重新使用。

本發明一種動力電池包模塊中失效電芯的別識方法，包括以若干電池電芯并聯連接構成動力電池包模塊，其是采用紅外熱像裝置和光學成像裝置對識別對象的動力電池包模塊在充放電后的電芯進行掃描探測，根據探測到動力電池包模塊中的電芯溫度差異情況，確定識別失效電芯；所述溫度異常是利用電芯發出的紅外輻射，由探測到動力電池包模塊中某一電芯溫度較正常溫度偏高差異情況，確定該溫度偏高電芯為失效電芯。

本發明優選所述別識方法包括如下步驟：1）將探測對象的動力電池包模塊表面清理干凈，2）對動力電池包模塊進行充放電操作；3）將紅外熱像裝置對動力電池包模塊中心，進行探測拍攝；4）根據3）步對動力電池包模塊中心探測拍攝到的圖像或圖片差異情況確定失效電芯。

進一步的，是所述電芯發出的紅外輻射是利用紅外熱探測裝置的紅外探測器和光學成像裝置的光學成像物鏡接受被測目標動力電池包模塊的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，利用這種紅外熱像圖與動力電池包模塊正常的物體表面的熱分布場相對應。

優選控制所述充放電時用小倍率電流，控制小倍率電流為+0.05C/-0.1C。

進一步的，是所述溫度異常是控制動力電池包模塊中異常電芯比正常電芯的溫度上升，在能量傳遞超過電芯總量50%后其溫度差大于或等于1℃。

更進一步的是所述紅外熱像裝置為紅外熱像儀的紅外探測器，控制所述紅外探測器分辨率：320×240，熱敏度 NETD 30 °C ，目標溫度時 ：≤ 0.045 °C ，45 mK，紅外光譜帶長波：7.5μm至14μm。

本發明方法使用原理是，當電芯充放電時因電芯內阻和充放電電流而發熱（Q = I²×R），所有高于絕對零度（-273℃）的物體都會發出紅外輻射，紅外熱像儀利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應，從而鎖定失效電芯。

本發明利用紅外熱像儀識別動力電池包并聯模塊中失效電芯的方法，將模塊中失效電芯存在的自放電及充放電時的熱場分布通過紅外熱像儀反映而得到紅外熱像圖，并通過對紅外熱像圖的分析查找出對應的異常點位置。本發明的方法能有效準確地確定模塊中失效電芯的位置，在模塊維修過程中通過鎖定異常電芯、解除異常電芯與模塊之間的連接及并聯關系完成整個操作。通過該方法，不需要對整個模塊進行拆解，維修后的并聯模塊仍可進行正常的充放電工作；具有較大經濟和使用效率。

附圖說明：

圖1、為本發明所涉及的單體電池的工作模擬效果及工作時的正常/異常電池紅外熱像效果，該圖表明在電芯的工作過程中，正常電芯與異常電芯有溫度差異且能夠被本發明所述的紅外熱像儀所識別；圖1中左邊電池電芯P034.3，而圖1中右邊的電池電芯P1 33.4，顯示圖1左邊電芯溫度較高，為異常電芯；

圖2，為本發明所述的紅外熱像儀探測的動力電池模塊充電90min時顯示的效果圖，圖2中的圓圈處黑點顏色比周邊動力電池模塊的顏色更深、更黑即說明圓圈標識處為溫度異常點；即為電芯溫度較高的異常電芯；

圖3，為根據本發明紅外熱像儀顯示的溫度異常點鎖定的熱源電芯所在位置圖。即為本發明方法探測到的異常電芯點。

具體實施方式：下面結合具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明；

通過下述實施例將有助于進一步理解本發明，但不限制本發明的內容。說明本發明所述電池或電芯或者電池電芯其單獨出現即為同一物體即為單個的電芯。說明書中所述模塊均指動力電池包模塊。

實施例：

如圖1-3所示，本發明一種動力電池包模塊中失效電芯的識別方法，其使用的原理是電芯或叫電池電芯在充放電時因電芯內阻和充放電電流而發熱（Q = I²×R），所有高于絕對零度（-273℃）的物體都會發出紅外輻射，紅外熱像儀利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應，確定異常電芯。

在電芯的工作過程中，一定電量范圍內，電芯表面溫度隨著工作時間的增加或能量傳遞的增加而上升，異常電芯比正常電芯的溫度上升在能量傳遞超過電芯總量50%后有較明顯差別在1℃以上。本發明使用的熱像儀型號為：Fluke TIX560。主要相關參數有：探測器分辨率：320×240，熱敏度 (NETD) 30 °C 目標溫度時 ：≤ 0.045 °C (45 mK)，紅外光譜帶：7.5μm至14μm（長波）。該熱像儀可將本發明所述的電芯差異反映于紅外熱像圖中。

本發明的具體操作為，由于熱具有可累積的特性，因此進行紅外熱像儀探測時一般在充放電末端進行：1）清理被拍攝物表面，防止遮擋影響拍攝結果；2）塊進行充放電操作；3）將紅外熱像裝置對動力電池包模塊中心，進行探測拍攝；即熱像儀對準模塊中心，進行拍攝；4）根據3）步對動力電池包模塊中心探測拍攝到的圖像或圖片差異情況確定失效電芯。即為拍攝圖片處理。

說明自放電電芯：由于電芯自放電電流不會太大，產熱有限，因此本實施例是使用充放電時用小倍率電流+0.05C/-0.1C。

實施例具體操作步驟：對發現動力電池包模塊中存在異常電芯進行處理，

1.對存在異常電芯的模塊進行清理或處理，控制處理后的模塊應表面無雜物；

2.對存在異常電芯的模塊進行充放電操作，使用充電電流0.5C，放電電流0.5C；

3.當充放電操作進行的能量傳遞超過50%以后用紅外熱像儀對模塊進行掃描拍攝；

4.對得到的圖片進行觀察及分析，找出熱量異常點即異常電芯所在位置。

本發明利用紅外熱像儀別識動力電池包并聯模塊中失效電芯的方法，將模塊中失效電芯存在的自放電及充放電時的熱場分布，通過紅外熱像儀反映而得到紅外熱像圖，并通過對紅外熱像圖的分析查找出對應的異常點位置。該方法能有效準確地確定模塊中失效電芯的位置，在模塊維修過程中通過鎖定異常電芯、解除異常電芯與模塊之間的連接及并聯關系完成整個操作。通過該方法，不需要對整個模塊進行拆解，維修后的并聯模塊仍可進行正常的充放電工作。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而己，并非以此限制本發明的實施范圍，凡熟悉此項技術者，運用本發明的原則及技術特征，所作的各種變更及裝飾，皆應涵蓋于本權利要求書所界定的保護范疇之內。