本发明涉及一种电池模组检测领域，尤其涉及一种多串并电池模组异常检测方法。
背景技术：
目前，我国的新能源电动汽车产业正在快速发展中。纯电动汽车配套的动力电池系统中很重要的组成部分是电池模组，电池模组会使用不同类型的单体电芯来进行成组组装，主流电芯类型包括：圆柱电芯、方形电芯、软包电芯等等。其中圆柱电芯(以下简称电芯)一般采用多串多并联的方式组装成电池模组，以满足电池系统的容量和电压平台要求。随着电池系统的容量需求越来越高，电芯的并联数也越来越多。
并联电芯之间通常使用导线丝和金属汇流排进行电连接。导线丝焊接在多个电芯与一组汇流板之间，实现多个电芯并联。电池模组在进行导线丝焊接时可能因为电芯表面清洁度、设备参数等因素造成电芯上的导线焊点脱落、断线或漏焊，导线丝不能进行正常导电，导致一组并联的电芯中缺少了一颗或多颗电芯的容量(电芯的并联数决定电池模组的容量，电池模组容量即为并联的所有单电芯容量之和。如果电池模组中少并联一颗电芯，那么整个电池模组就失去一颗电芯的容量)。电池模组在进行导线丝焊接完成后一般会进行导线丝人工拉拔检测，这种方式存在漏检和损伤导线丝的可能性，不能很好到保证检测准确性。另外，还有一些电芯可能在组装过程中发生短路，导致电芯内部瞬间产热cid断开，电芯最终体现出大内阻、无电压的断路现象，无法正常放电，也会影响整个电池模组容量。
对于多串并的电池模组，单体电芯的断路对模组的整体内阻影响很小，通常只能在电池模组组装成电池系统后通过容量测试才能检测出这些异常。但容量测试的时间较长(一般需要5个小时以上)，需要对容量测试的数据进行人工分析才能确定异常电芯位置，过程消耗的工时比较长。异常电芯返工需要将电池模组从电池包中拆卸出来，既浪费工时也比较麻烦。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种钛酸锂电池模组超声波焊接虚焊检测方法及其检测装置”，其公告号“cn109738804a”，包括以下步骤：s1：建立脉冲循环测试过程；s2：采集脉冲循环过程数据；s3：根据采集数据分析钛酸锂电池模组电芯电压及电芯极耳温度变化趋势，并计算模组电芯电压极差、电芯极耳温度极差、直流电阻(dcir)及直流电阻(dcir)极差；s4：根据计算结果，判定钛酸锂电池模组超声波焊接是否存在虚焊质量问题。该方法不能快速判断多串并电池模组出现异常的位置。
技术实现要素：
本发明主要解决传统的多串并电池模组检测方法无法快速且准确地判断出多串并电池模组内阻、容量异常的问题；提供一种多串并电池模组异常检测方法，能在短时间内自动准确地判断出多串并电池模组中电芯的内阻、容量异常位置和情况。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明包括以下步骤：
s1：完成电池模组与直流内阻测试设备的连接；
s2：直流内阻测试设备对电池模组进行3c倍率放电测试，电池模组的电池管理系统计算获得电池内阻变化引起的电压变化理论标准值，并分别计算得到电池模组中每一个并联模块的电压偏差压降和整体平均值，从而获得电压偏差压降与整体平均值之间的差值，根据差值与理论标准值的比较判断电池模组中是否存在异常以及电池模组中异常并联模块的位置；
s3：通过电池管理系统的计算判断，直流内阻测试设备输出结果，根据输出的结果对电池模块放行或返工。
对多串并电池模组进行直流内阻测试，在直流内阻测试大电流放电下的并联模块压降变化作为判断电芯内部断路或导线丝异常的基准；能够在短时间内判断出电池模组中的并联模块是否有异常。因为不同并联模块间的阻值不同，而且电芯的内阻会受到温度和soc的影响，无法直接找一个标准压降值作为判断压降变化是否正常的基准，故此采用每一个并联模块的电压偏差压降和整个电池模组的整体平均值的差值来判断，算法的适用性更加强，判断的可信度更加高。且每一个并联模块均分别计算电压偏差压降，最后得出不同的差值对应不同的并联模块，能够准确地判断出电池模组异常的并联模块的位置。提高效率。
作为优选，所述的步骤s1包括以下步骤：
s11：将完成导线丝焊接的电池模组的正负极连接直流内阻测试设备；
s12：将电池模组的电池管理系统通过can线与直流内阻测试设备通讯连接；
s13：将计算判断的算法烧录到电池模组的电池管理系统中。
在完成到电池模组导线丝焊接后就连接直流内阻测试设备进行测试，在电池模组的制备过程中进行测试，避免了在电池模组组装陈电池系统后发现，再拆卸返工的麻烦，既大大节省了测试时间，也避免了返工的麻烦。通过电池模组的直流内阻测试，能够自动、可靠、及时的在电池模组直流内阻测试过程中发现导线丝异常和电芯内断路异常，可以节省工时和设备成本，相对人工检测，能够减少对导线丝的破坏。
作为优选，所述的步骤s2包括以下步骤：
s21：计算电池模组的并联模块少并联一个电芯时整体内阻变化所引起的电压变化值，理论标准值x；
s22：计算额定时间内电池模组中每一个并联模块的电压降δv；
δvn为额定时间内电池模组中第n个并联模块的电压降；
s23：取若干组电池模组，将其中每一个位置并联模块的电压降的平均值标定为标准压降δvave；
其中，a为选取的电池模组数量；
δvan为额定时间内第a组电池模组中的第n个并联模块的电压降；
δvnave为电池模组中第n个并联模块的标准压降；
s24：根据电压降δv和标准压降δvave计算电压偏差压降#δv；
#δvn＝|δvn-δvnave|
#δvn为电池模组中第n个并联模块的电压偏差压降；
s25：计算整体平均值#δvave；
其中n为一个电池模块中并联模块的数量；
计算电压偏差压降#δv与整体平均值#δvave的差值@δv；
@δvn＝|#δvn-#δvave|
@δvn为电池模组中第n个并联模块的电压偏差压降与电池模组的整体平均值的差值；
s26：将计算得到的电池模组中每一个并联模块的差值@δvn与理论标准值x比较，判断电池模组中是否存在异常以及异常的位置。
通过测试大量正常生产的电池模组，取这些模组在直流内阻测试大电流放电前后的每串电压降，将每串的压降数据求平均(中和掉一些电池和并联模块差异)得到一组标准的压降值。将测量的电池模组的压降值与标准压降值做差求绝对值，得到一组电压降偏差，在正常模组中，每串的电压降偏差值与总体平均值之间的差值会保持在标准值x内，若某一并联模块中有电芯或导线丝异常，那这一并联模块的电压降偏差与整体平均值之间的偏差会超过标准值x。通过计算比较单串电压下降偏差来估算单串内阻偏差，从而判断电池模组中的电芯内断路问题和并联导线丝漏焊、短线、焊点脱落问题。
作为优选，所述的理论标准值x通过以下公式得到：
x＝δr*i
其中，
δr为多串并电池模组中并联模块中少并联一颗电芯造成的整体内阻变化理论值；
r为单颗电芯的直流内阻；
i为直流内阻测试设备对电池模组的充放电测试电流；
m为多串并电池模组中单个并联模块中并联的电芯数量。
理论标准值x为电池管理系统的计算判断提供一个判断标准。
作为优选，所述的额定时间为10s；所述的步骤s22包括以下步骤：
s221：记电池模组的第n个并联模块在静置时的电压为vnr；
s222：记电池模组的第n个并联模块在3c倍率放电额定时间后的电压为vnd；
s223：计算获得电池模组在3c倍率放电额定时间前后每个并联模块的电压降δv；
δvn＝vnr-vnd
δvn为额定时间内电池模组中第n个并联模块的电压降。
电池管理系统在检测到瞬间压降开始算法，vnr为大电流放电前1秒的起始电压，vnd为大电流放电完成后1秒的终止电压，通过起始电压和终止电压计算每个并联模块的电压降。通过算法完成自动计算。
作为优选，所述的若干组电池模组为300组电池模组。选取的数量大，能够中和掉一些电池和并联模块差异，得到一组标准的压降值。提高数据的可靠度。
作为优选，所述的差值@δvn与理论标准值x比较，当@δvn＞x时，则该电池模组的第n个并联模块存在异常，发送警告信号与n的数值；当@δvn≤x时，则该电池模组的第n个并联模块正常，发送正常信号。在正常模组中，每串的电压降偏差值与总体平均值之间的差值会保持在标准值x内，若某一并联模块中有电芯或导线丝异常，那这一并联模块的电压降偏差与整体平均值之间的偏差会超过标准值x。根据偏差值与标准值x的比较判断该电池模组中的并联模块是否存在异常，且能够判断异常的并联模组的位置。
作为优选，所述的直流内阻检测设备接收电池管理系统对电池模组中每一个并联模块计算判断的反馈信号；当直流内阻检测设备接收到的电池模组的所有反馈均为正常信号时，则对该电池模组放行；当直流内阻检测设备接收到电池模组至少一个反馈为警告信号时，则输出异常数据和异常并联模块的编号，并对该电池模组返工。自动判断电池模组的放行与返工，并能够反馈异常的并联模块的编号和异常情况，给返工维修提供一个参考标准，提高生产效率。
作为优选，对所述的理论标准值x进行评估与校准；通过统计正常电池模组与异常电池模组的电压偏差压降与整体平均值的差值来校准标准值x。通过算法测试加人工检测的方式来评估理论标准值x的准确性；通过校准标准值x不断提升算法的检测水平，保证检测的准确性。
本发明的有益效果是：
1.通过电池模组的直流内阻测试与电池管理系统的计算，能够自动、可靠、及时地在电池模组直流内阻测试过程中发现导线丝异常和电芯内断路异常，可以节省工时和设备成本，相对人工检测，能够减少对导线丝的破坏。
2.根据电池模组中每个并联模块的差值与理论标准值的比较判断异常情况，反馈异常的并联模块的编号和异常情况，给返工维修提供一个参考标准，提高生产效率。
3.在完成到电池模组导线丝焊接后就连接直流内阻测试设备进行测试，在电池模组的制备过程中进行测试，避免了在电池模组组装陈电池系统后发现，再拆卸返工的麻烦，既大大节省了测试时间，也避免了返工的麻烦。
附图说明
图1是本发明的一种异常检测方法流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
一种多串并电池模组异常检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
s1：完成电池模组与直流内阻(dcir)测试设备的连接。
s11：将完成导线丝焊接的电池模组的正负极连接直流内阻测试设备。
多穿并电池模组由多个并联模块串联而成，一个并联模块由多颗电芯并联而成。在完成到电池模组导线丝焊接后就连接直流内阻测试设备进行测试，直流内阻测试设备可对电池模组进行充放电。在电池模组的制备过程中进行测试，避免了在电池模组组装陈电池系统后发现，再拆卸返工的麻烦，既大大节省了测试时间，也避免了返工的麻烦。
s12：将电池模组的电池管理系统(bms)通过can线与直流内阻测试设备通讯连接。
直流内阻测试设备能够接收电池模组的can通讯信号，信号包括：异常告警信息、异常位置、单并联模块电压等。电池模组can通讯信号作为测试流程的告警或截止条件。
s13：将判断算法烧录到电池模组的电池管理系统中。
通过电池模组的直流内阻测试，能够自动、可靠、及时的在电池模组直流内阻测试过程中发现导线丝异常和电芯内断路异常，可以节省工时和设备成本，相对人工检测，能够减少对导线丝的破坏。
s2：直流内阻测试设备对电池模组进行3c倍率放电测试，电池模组的电池管理系统计算获得电池内阻变化引起的电压变化理论标准值，并分别计算得到电池模组中每一个并联模块的电压偏差压降和整体平均值，从而获得电压偏差压降与整体平均值之间的差值，根据差值与理论标准值的比较判断电池模组中是否存在异常以及电池模组中异常并联模块的位置。
s21：计算电池模组的并联模块少并联一个电芯时整体内阻变化所引起的电压变化值，理论标准值x。单位为mv。
x＝δr*i
其中，
δr为多串并电池模组中并联模块中少并联一颗电芯造成的整体内阻变化理论值；单位为mω。
r为单颗电芯的直流内阻；单位为mω。
i为直流内阻测试设备对电池模组的充放电测试电流；单位为a。
m为多串并电池模组中单个并联模块中并联的电芯数量。
s22：计算额定时间内电池模组中每一个并联模块的电压降δv，在本实施例中额定时间为10秒。
s221：记电池模组的第n个并联模块在静置时的电压为vnr；
s222：记电池模组的第n个并联模块在3c倍率放电额定时间后的电压为vnd；
s223：计算获得电池模组在3c倍率放电额定时间前后每个并联模块的电压降δv；
δvn＝vnr-vnd
δvn为额定时间内电池模组中第n个并联模块的电压降。
电池管理系统在检测到瞬间压降开始算法，vnr为大电流放电前1秒的起始电压，vnd为大电流放电完成后1秒的终止电压，通过起始电压和终止电压计算每个并联模块的电压降。
s23：取若干组电池模组，在本实施例中取300组，将其中每一个并联模块的电压降的平均值标定为标准压降δvave；
其中，a为选取的电池模组数量；
δvan为额定时间内第a组电池模组中的第n个并联模块的电压降；
δvnave为电池模组中第n个并联模块的标准压降。
选取的数量大，能够中和掉一些电池和并联模块差异，得到一组标准的压降值。提高数据的可靠度。
s24：根据电压降δv和标准压降δvave计算电压偏差压降#δv；
#δvn＝|δvn-δvnave|
#δvn为电池模组中第n个并联模块的电压偏差压降。
s25：计算整体平均值#δvave；
其中n为一个电池模块中并联模块的数量；
计算电压偏差压降#δv与整体平均值#δvave的差值@δv；
@δvn＝|#δvn-#δvave|
@δvn为电池模组中第n个并联模块的电压偏差压降与电池模组的整体平均值的差值。
s26：将计算得到的电池模组中每一个并联模块的差值@δvn与理论标准值x比较，判断电池模组中是否存在异常以及异常的位置。
当@δvn>x时，则该电池模组的第n个并联模块存在异常，发送警告信号与n的数值。
当@δvn≤x时，则该电池模组的第n个并联模块正常，发送正常信号。
当电池模组内某一并联模块中一颗或多颗电芯存在内部断路或导线丝断丝、漏焊、焊点脱落等异常时都会造成该电芯与并联模块断开，即并联模块中少并联了一颗或多颗电芯。由于每颗电芯都存在内阻，并联模块少并联一颗电芯整体阻值就会变大，但是通过模拟计算和实际测量发现这个阻值变化很小，基本上是几十微欧级别的，很难去直接测量。
当我们让电池模组进行大电流放电时，大电流通过串联回路中的电池并联模块时，并联模块的阻值变化就会转化为压降变化。由于电流较大，因此压降差异也会比较明显。假设并联模块整体内阻增加30微欧，根据欧姆定律(u＝ir)，通过300a的电流的电压变化就是9mv，目前电池管理系统对电池并联模块电压测量精度可以做到1mv，是能够检测出来的。因此可以将直流内阻测试大电流放电下的并联模块压降变化作为判断电芯内部断路或导线丝异常的基准。
由于很多厂家的电池模组并联模块都是异形不规整的，相应的并联模块间的阻值也会不同，而且电芯的内阻会受到温度和soc的影响，相应的，电池模组中每一并联模块的压降都不一样，相同电池模组在不同测试温度下的压降也不一样。无法直接找一个标准压降值作为判断压降变化是否正常的基准。
所以测试大量正常生产的电池模组，在本实施例中取300组，取这些模组在直流内阻测试大电流放电前后的每串电压降，将每串的压降数据求平均，得到一组标准的压降值。
将测量模组的压降值δvn与标准压降值δvnave做差求绝对值，得到一组电压降偏差#δvn。在正常模组中，每串并联模块的电压偏差压降#δvn与总体平均值#δvave之间的差值@δvn会保持在标准值x内，若某一并联模块中有电芯或导线丝异常，则该并联模块的电压偏差压降#δvn与整体平均值#δvave之间的差值@δvn会超过标准值x。
通过统计正常电池模组与异常电池模组的电压偏差压降与整体平均值的差值@δvn来校准标准值x。通过算法测试加人工检测的方式来评估理论标准值x的准确性；通过校准标准值x不断提升算法的检测水平，保证检测的准确性。
s3：通过电池管理系统的计算判断，直流内阻测试设备输出结果，根据输出的结果对电池模块放行或返工。
直流内阻检测设备接收电池管理系统对电池模组中每一个并联模块计算判断的反馈信号。
当直流内阻检测设备接收到的电池模组的所有反馈均为正常信号时，则对该电池模组放行。当直流内阻检测设备接收到电池模组至少一个反馈为警告信号时，则输出异常数据和异常并联模块的编号，并对该电池模组返工。
自动判断电池模组的放行与返工，并能够反馈异常的并联模块的编号和异常情况，给返工维修提供一个参考标准，提高生产效率。
本发明通过电池模组的直流内阻测试与电池管理系统的计算，能够自动、可靠、及时地在电池模组直流内阻测试过程中发现导线丝异常和电芯内断路异常，可以节省工时和设备成本，相对人工检测，能够减少对导线丝的破坏。根据电池模组中每个并联模块的差值与理论标准值的比较判断异常情况，反馈异常的并联模块的编号和异常情况，给返工维修提供一个参考标准，提高生产效率。
1.一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：完成电池模组与直流内阻测试设备的连接；
s2：直流内阻测试设备对电池模组进行3c倍率放电测试，电池模组的电池管理系统计算获得电池内阻变化引起的电压变化理论标准值，并分别计算得到电池模组中每一个并联模块的电压偏差压降和整体平均值，从而获得电压偏差压降与整体平均值之间的差值，根据差值与理论标准值的比较判断电池模组中是否存在异常以及电池模组中异常并联模块的位置；
s3：通过电池管理系统的计算判断，直流内阻测试设备输出结果，根据输出的结果对电池模块放行或返工。
2.根据权利要求1所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的步骤s1包括以下步骤：
s11：将完成导线丝焊接的电池模组的正负极连接直流内阻测试设备；
s12：将电池模组的电池管理系统通过can线与直流内阻测试设备通讯连接；
s13：将计算判断的算法烧录到电池模组的电池管理系统中。
3.根据权利要求1或2所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的步骤s2包括以下步骤：
s21：计算电池模组的并联模块少并联一个电芯时整体内阻变化所引起的电压变化值，作为理论标准值x；
s22：计算额定时间内电池模组中每一个并联模块的电压降δv；
δvn为额定时间内电池模组中第n个并联模块的电压降；
s23：取若干组电池模组，将其中每一个位置并联模块的电压降的平均值标定为标准压降δvave；
其中，a为选取的电池模组数量；
δvan为额定时间内第a组电池模组中的第n个并联模块的电压降；
δvnave为电池模组中第n个并联模块的标准压降；
s24：根据电压降δv和标准压降δvave计算电压偏差压降#δv；
#δvn＝|δvn-δvnave|
#δvn为电池模组中第n个并联模块的电压偏差压降；
s25：计算整体平均值#δvave；
其中n为一个电池模块中并联模块的数量；
计算电压偏差压降#δv与整体平均值#δvave的差值@δv；
@δvn＝|#δvn-#δvave|
@δvn为电池模组中第n个并联模块的电压偏差压降与电池模组的整体平均值的差值；
s26：将计算得到的电池模组中每一个并联模块的差值@δvn与理论标准值x比较，判断电池模组中是否存在异常以及异常的位置。
4.根据权利要求3所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的理论标准值x通过以下公式得到：
x＝δr*i
其中，
δr为多串并电池模组中并联模块中少并联一颗电芯造成的整体内阻变化理论值；
r为单颗电芯的直流内阻；
i为直流内阻测试设备对电池模组的充放电测试电流；
m为多串并电池模组中单个并联模块中并联的电芯数量。
5.根据权利要求3所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的额定时间为10s；所述的步骤s22包括以下步骤：
s221：记电池模组的第n个并联模块在静置时的电压为vnr；
s222：记电池模组的第n个并联模块在3c倍率放电额定时间后的电压为vnd；
s223：计算获得电池模组在3c倍率放电额定时间前后每个并联模块的电压降δv；
δvn＝vnr-vnd
δvn为额定时间内电池模组中第n个并联模块的电压降。
6.根据权利要求3所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的若干组电池模组为300组电池模组。
7.根据权利要求4所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的差值@δvn与理论标准值x比较，当@δvn＞x时，则该电池模组的第n个并联模块存在异常，发送警告信号与n的数值；当@δvn≤x时，则该电池模组的第n个并联模块正常，发送正常信号。
8.根据权利要求1或7所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，所述的直流内阻检测设备接收电池管理系统对电池模组中每一个并联模块计算判断的反馈信号；当直流内阻检测设备接收到的电池模组的所有反馈均为正常信号时，则对该电池模组放行；当直流内阻检测设备接收到电池模组至少一个反馈为警告信号时，则输出异常数据和异常并联模块的编号，并对该电池模组返工。
9.根据权利要求7所述的一种多串并电池模组异常检测方法，其特征在于，对所述的理论标准值x进行评估与校准；通过统计正常电池模组与异常电池模组的电压偏差压降与整体平均值的差值来校准标准值x。
技术总结