CN111001588B - 电池组梯次回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电池组梯次回收利用方法，包括以下步骤：步骤S1，对电池组进行通讯端口的设定；步骤S2，根据放电压差的大小剔除每个电池组中的异常电池模块；步骤S3，根据容量大小将电池组中的正常电池模块分成若干不同的容量等级；步骤S4，将电池组拆解成电池模块；步骤S5，对拆解出来的电池模块进行老化，并根据自放电压降值的大小将电池模块分成若干不同的自放电等级；步骤S6，对进行老化后的电池模块进行脉冲充电，并根据末端电压的大小将电池模块分成若干不同的脉冲等级；步骤S7，根据容量等级、自放电压降等级及脉冲等级对电池模块进行配档。本发明的有益效果在于：电池组仅需拆解成电池模块，拆解过程简单，利于规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组梯次回收利用方法。
背景技术
锂离子电池因具有容量大及绿色环保的特点被广泛应用在医疗、通讯、交通等各个方面，特别是环保交通的大力提倡，电动车的发展越来越快，随着而来电动车上的退役电池组的数量也越来越多，这些电池组的容量参差不齐，需要测试、分档后才能二次利用。在现有技术中，通常将电池组拆解成单体电池后进行测试、分档，然而电池组中的单体电池的数量众多，拆解时间较长，且电池组在成组的时候为了保证电连接的可靠性通常将单体电池的极柱焊死，如此更加增大了单体电池的拆解难度，较大增加了退役电池组的二次利用成本。
鉴于此，实有必要提供一种电池组梯次回收利用方法以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池组梯次回收利用方法，旨在通过将退役的电池组拆解成电池模块进行配档来降低退役电池组的拆解难度，提高退役电池组的回收利用效果。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池组梯次回收利用方法，包括以下步骤：步骤S1，对回收的电池组进行通讯端口的设定以用于连接对应的电池管理系统；步骤S2，对电池组进行放电压差检测，根据放电压差的大小剔除每个电池组中的异常电池模块；步骤S3，对剔除异常电池模块的电池组进行容量检测，根据容量大小将电池组中的正常电池模块分成若干不同的容量等级；步骤S4，将电池组拆解成电池模块，根据电池模块的结构与容量等级将电池模块进行归档；步骤S5，对拆解出来的电池模块进行老化，并检测电池模块老化前后的自放电压降值，根据自放电压降值的大小将电池模块分成若干不同的自放电等级；步骤S6，对进行老化后的电池模块进行脉冲充电，并检测电池模块脉冲充电后的末端电压，根据末端电压的大小将电池模块分成若干不同的脉冲等级；步骤S7，电池模块配档，根据容量等级、自放电等级及脉冲等级对电池模块进行配档使用。
在一个优选实施方式中，所述步骤S2包括以下步骤：步骤S201，对电池组做一次循环充放电测试；步骤S202，检测电池组的放电压差是否小于第一放电压差阈值，如小于第一放电压差阈值则进入步骤S3，如大于第一放电压差阈值则进入步骤S203；步骤S203，通过电池管理系统筛选出放电压差大于第二放电压差阈值的电池模块并将该电池模块短接后回到步骤S201。
在一个优选实施方式中，所述第一放电压差阈值为200mv，所述第二放电压差阈值为300mv。
在一个优选实施方式中，所述步骤S3包括以下步骤：步骤S301，对电池组做一次循环充放电测试，并通过电池管理系统对电池组实施均衡处理，使得每个单体电池的电压保持一致；步骤S302，再对电池组做一定数量循环充放电测试，并通过电池管理系统获取每个电池模块的容量数据；步骤S303，根据所述容量数据将电池模块分成若干不同的容量等级。
在一个优选实施方式中，容量差值在0％-2％之间的电池模块进行配档使用。
在一个优选实施方式中，一次循环充放电测试包括以下步骤：首先，按照0.5C的充电电流将电池组充满电量，接着将充满电量的电池组静置20min，再按照0.5C的放电电流将充满电量的电池组的电量放完，最后将放完电量的电池组静置20min。
在一个优选实施方式中，在循环充放电测试的过程中，需测试的电池组通过电池管理系统设定单体电池的最高充电电压阈值与最低放电电压阈值。
在一个优选实施方式中，所述步骤S5包括以下步骤：步骤S501，测量电池模块老化前的电压值；步骤S502，对电池模块进行高温老化，老化温度为45℃，老化时间为48h；步骤S503，将老化后的电池模块静置24h后，测量电池模块的电压值；步骤S504，计算电池模块的自放电压降值。
在一个优选实施方式中，所述自放电压降值的计算公式为ΔV＝（V1-V2）/t，ΔV为自放电压降值，V1为电池模块老化前的电压值，V2电池模块老化后的电压值，t为电池模块的老化时间，且ΔV在0％-6％之间的电池模块进行配档使用。
在一个优选实施方式中，在所述步骤S6中，脉冲充电的电流大小为2C，脉冲充电的时间为5S，且末端电压差值在100-300mv之间的电池模块进行配档使用。
本发明通过容量检测、自放电压降检测及脉冲充电检测来对回收的电池组中的电池模块进行逐步分级归档，使得回收的电池组可以得到良好的梯次利用，同时回收的电池组仅需拆解成电池模块，拆解过程简单，利于规模化生产。
为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明提供的电池组梯次回收利用方法的流程图；
图2为图1所示步骤S2的流程图；
图3为图1所示步骤S3的流程图；
图4为图1所示步骤S5的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参阅图1至图4，本发明提供一种电池组梯次回收利用方法，用于对电池组进行梯次回收利用，以较好的提高电池组的二次利用率，在本实施方式中，电池组指的是经过使用的退役电池组，且每个电池组包括若干电池模块及用于对若干电池模块进行充放电管理的电池管理系统，每个电池模块包括多个单体电池。
在本发明的实施例中，电池组梯次回收利用方法包括以下步骤：
步骤S1，对电池组进行通讯端口的设定以用于连接对应的电池管理系统，方便在后续的步骤中对电池组进行检测。
步骤S2，对电池组进行放电压差检测，根据放电压差的大小剔除每个电池组中的异常电池模块，具体的包括以下步骤：
步骤S201，对电池组做一次循环充放电测试，本实施方式中，一次循环充放电测试包括以下步骤：首先，按照0.5C的充电电流将电池组充满电量，接着将充满电量的电池组静置20min，再按照0.5C的放电电流将充满电量的电池组的电量放完，最后将放完电量的电池组静置20min后完成一次循环充放电测试，如此以保证检测数据的准确性，同时在循环充放电测试的过程中，需测试的电池组通过电池管理系统设定单体电池的最高充电电压阈值与最低放电电压阈值，以避免单体电池出现过充或者过放的不良现象，且最高充电电压阈值与最低放电电压阈值需与单体电池的种类对应，例如，磷酸铁锂电池的最高充电电压阈值与最低放电电压阈值可以分别设置为3.60V与2.75V，三元锂电池的最高充电电压阈值与最低放电电压阈值可以分别设置为4.15V与3.00V，具体的根据实际情况而定，在此不做限制；
步骤S202，检测电池组的放电压差是否小于第一放电压差阈值，如小于第一放电压差阈值则进入步骤S3，如大于第一放电压差阈值则进入步骤S203，可以理解，如电池组的放电压差小于第一放电压差阈值则说明电池组中各个电池模块的一致性处于较好的状态可以梯次利用，如电池组的放电压差大于第一放电压差阈值则说明电池组中存在异常电池模块，即异常电池模块的性能与其他电池模块相比具有较大的差异，使得异常电池模块不具备梯次利用的价值。在本实施方式中，第一放电压差阈值为200mv；
步骤S203，通过电池管理系统筛选出放电压差大于第二放电压差阈值的电池模块并将该电池模块短接后回到步骤S201，即异常电池模块为放电压差大于第二放电压差阈值的电池模块，并可以通过短接的方式将异常电池模块从电池组中剔除，如此操作简单，经过循环充放电后仅通过电池管理系统便可以剔除电池组中的端板电池模块。在本实施方式中，第二放电压差阈值为300mv。
步骤S3，对剔除异常电池模块的电池组进行容量检测，根据容量大小将电池组中的正常电池模块分成若干不同的容量等级，具体的包括以下步骤：
步骤S301，按照步骤S201的循环充放电测试过程对电池组做一次循环充放电测试，并通过电池管理系统对电池组实施均衡处理，使得每个单体电池的电压保持一致，如此可以在以下的容量测试中保证容量数据的准确性；
步骤S302，按照步骤S201的循环充放电测试过程再对电池组做一定数量循环充放电测试，并通过电池管理系统获取每个电池模块的容量数据；
步骤S303，根据容量数据将电池模块分成若干不同的容量等级，容量差值在0％-2％之间的电池模块进行配档使用。
步骤S4，将电池组拆解成电池模块，根据电池模块的结构与容量等级将电池模块进行归档，亦即，将具有相同结构的并处于同一容量等级的电池模块归为同一档，需说明的是，被剔除的异常电池模块拆解后不再进行梯次利用，需要另外存放以免混淆。可以理解，电池组不用拆解成单体电池，有效的简化了拆解过程，有效的缩短了拆解时间，降低了拆解成本。
步骤S5，对拆解出来的电池模块进行老化，并检测电池模块老化前后的自放电压降值，根据自放电压降值的大小将电池模块分成若干不同的自放电等级，具体的包括以下步骤：
步骤S501，测量电池模块老化前的电压值；
步骤S502，对电池模块进行高温老化，老化温度为45℃，老化时间为48h；
步骤S503，将老化后的电池模块静置24h后，测量电池模块的电压值；
步骤S504，计算电池模块的自放电压降值，其计算公式为ΔV＝（V1-V2）/t，ΔV为自放电压降值，V1为电池模块老化前的电压值，V2电池模块老化后的电压值，t为电池模块的老化时间，且ΔV在0％-6％之间的电池模块进行配档使用。
步骤S6，对进行老化后的电池模块进行脉冲充电，并检测电池模块脉冲充电后的末端电压，根据末端电压的大小将电池模块分成若干不同的脉冲等级。通过脉冲充电测试可以有效的消除电池模块的极化反应，可以提高电池模块的寿命和充电容量，同时通过末端电压的大小也可以判定电池模块之间的充电性能差异，在本实施方式中，脉冲充电的电流大小为2C，脉冲充电的时间为5S，且末端电压差值在100-300mv之间的电池模块分成若干不同的脉冲等级进行配档使用。
步骤S7，电池模块配档，根据容量等级、自放电压降等级及脉冲等级对电池模块进行配档使用。
下表为两个按照上述方法重新配档组成的电池组的电池模块在放电后的静态电压值。
由上表可以看出，通过电池组梯次回收利用方法将回收的电池组重新配档后，新电池组中的电池模块的静态压差在60mv以内，可以达到将回收的电池组进行梯次利用的目的。
综上所述，本发明提供的电池组梯次回收利用方法通过容量检测、自放电压降检测及脉冲充电检测来对回收的电池组中的电池模块进行逐步分级归档，使得回收的电池组可以得到良好的梯次利用，同时回收的电池组仅需拆解成电池模块，拆解过程简单，利于规模化生产。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种电池组梯次回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，对回收的电池组进行通讯端口的设定以用于连接对应的电池管理系统；步骤S2，对电池组进行放电压差检测，根据放电压差的大小剔除每个电池组中的异常电池模块；步骤S3，对剔除异常电池模块的电池组进行容量检测，根据容量大小将电池组中的正常电池模块分成若干不同的容量等级；步骤S4，将电池组拆解成电池模块，根据电池模块的结构与容量等级将电池模块进行归档；步骤S5，对拆解出来的电池模块进行老化，并检测电池模块老化前后的自放电压降值，根据自放电压降值的大小将电池模块分成若干不同的自放电等级；步骤S6，对进行老化后的电池模块进行脉冲充电，并检测电池模块脉冲充电后的末端电压，根据末端电压的大小将电池模块分成若干不同的脉冲等级；步骤S7，电池模块配档，根据容量等级、自放电等级及脉冲等级对电池模块进行配档使用。
2.根据权利要求1所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：步骤S201，对电池组做一次循环充放电测试；步骤S202，检测电池组的放电压差是否小于第一放电压差阈值，如小于第一放电压差阈值则进入步骤S3，如大于第一放电压差阈值则进入步骤S203；步骤S203，通过电池管理系统筛选出放电压差大于第二放电压差阈值的电池模块并将该电池模块短接后回到步骤S201。
3.根据权利要求2所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，所述第一放电压差阈值为200mv，所述第二放电压差阈值为300mv。
4.根据权利要求1所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：步骤S301，对电池组做一次循环充放电测试，并通过电池管理系统对电池组实施均衡处理，使得每个单体电池的电压保持一致；步骤S302，再对电池组做一定数量循环充放电测试，并通过电池管理系统获取每个电池模块的容量数据；步骤S303，根据所述容量数据将电池模块分成若干不同的容量等级。
5.根据权利要求4所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，容量差值在0％-2％之间的电池模块进行配档使用。
6.根据权利要求2或4所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，一次循环充放电测试包括以下步骤：首先，按照0.5C的充电电流将电池组充满电量，接着将充满电量的电池组静置20min，再按照0.5C的放电电流将充满电量的电池组的电量放完，最后将放完电量的电池组静置20min。
7.根据权利要求6所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，在循环充放电测试的过程中，需测试的电池组通过电池管理系统设定单体电池的最高充电电压阈值与最低放电电压阈值。
8.根据权利要求1所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：步骤S501，测量电池模块老化前的电压值；步骤S502，对电池模块进行高温老化，老化温度为45℃，老化时间为48h；步骤S503，将老化后的电池模块静置24h后，测量电池模块的电压值；步骤S504，计算电池模块的自放电压降值。
9.根据权利要求8所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，所述自放电压降值的计算公式为ΔV＝（V1-V2）/t，ΔV为自放电压降值，V1为电池模块老化前的电压值，V2电池模块老化后的电压值，t为电池模块的老化时间，且ΔV在0％-6％之间的电池模块进行配档使用。
10.根据权利要求1所述的电池组梯次回收利用方法，其特征在于，在所述步骤S6中，脉冲充电的电流大小为2C，脉冲充电的时间为5S，且末端电压差值在100-300mv之间的电池模块进行配档使用。
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