在用动力锂电池快速诊断系统的研究

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随着国家政策的大力支持以及锂电池技术的进步,电动汽车市场进入快速发展阶段。市场上大批量在用动力电池需要便捷且可以免拆解的检测设备针对电池健康状态进行快速检测,实现对电动汽车售后运行的监管和退役后电池的梯次利用。本文在研究了国内外电池检测设备的现状和基础上,设计了一套免拆解且便携的电池快速检测系统,可实现对电池组的单体电池层面进行快速诊断。本文主要基于Linux系统设备为主的硬件模块,通过Python与C语言编写的控制端为软件模块来实现电池的快速放电检测。系统主要应用于电动汽车动力电池包或梯次电池的快速检测,其特点是体积轻巧且能够快速诊断出动力电池单体的健康状态参数。本系统在传统嵌入式MVC架构基础上扩展设计了B/S模式,可以实现数据上传至云服务器,从浏览器端查看电池检测数据并进行电池诊断计算,根据动力电池模组失效检测流程将电池进行分类并提出诊断建议,最终将所有检测结果以诊断报告的形式提供给用户查看。本文的主要工作内容如下:首先设计了检测系统的整体结构和设计思路,主要包括硬件系统和软件系统。其中硬件系统是指基于嵌入式Linux为主,通过与时钟模块、模数转化模块、数模转换模块、CAN接收模块及恒流模块等搭建的整体硬件模块。软件系统是指基于三层架构所设计的整体框架,并展开说明每层架构的设计内容和具体实现的方法。在此基础上将软件系统扩展成网页端可访问的B/S架构,并写入硬件设备中。其次,结合检测应用场景设计了一套在用动力电池模组的失效检测流程,该检测流程涵盖了BMS设备故障、外部连接故障以及单体电池异常的检测原理。详细介绍了在单体电池异常检测中使用箱线图的方法对电池进行分类,并验证了该方法的可行性。经过一系列检测后将结果导出为一份完整的诊断报告,使用者可根据此报告对动力电池模组进行均衡、修复或更换等操作。最后,对所设计的快速检测系统进行实际测试,通过对国网动力电池模组的放电检测以及一系列的电池诊断算法计算后,根据动力电池模组的失效检测流程对每一个单体电池进行故障判定以及健康状态评级,并最终生成了电池诊断报告,验证了本系统的功能的可行性。本系统通过就地设备端免拆解且便捷的检测方式,配合云端诊断平台能够将大批量在用动力电池更好的利用起来,为完善退役电池及储能后市场提供一定的参考。
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