具体实施方式

传统的电芯检测方法存在有效性差或检测速度慢的问题。基于此，本申请提供一种电芯检测方法及装置。下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

本申请提供一种电芯检测方法的实施例，如图1所示，该电芯检测方法包括步骤：

S10、获取预设电压变化速率，预设电压变化速率为正常状态的电芯的电压变化速率；

S20、获取待检测的电芯的待测数据，待测数据包括第一电压变化速率；

S30、将第一电压变化速率和预设电压变化速率进行比较，根据比较结果判断待检测的电芯是否为异常状态。

具体地，本申请实施例的电芯检测方法的检测原理如下：电池中电芯一旦发生破损，会与空气中的氧气，水汽等反应会造成极片表面的阻抗增大，尤其满充状态下，阳极的氧化性强，加速空气、电解液和电极之间的副反应，造成活性锂的损失；如图2至图3所示，其表现为由于极化的增大，电池在充电下极化电位更大，更快到达充电上限电压，造成充不满的现象；充电上限电压是指电池充满电时的电压。如果达到充电上限电压仍不停止充电，则表现为过充。而过充的最直接表现是：电池明显发热，如果急充则导致电池发热至烫手。因为电池已经饱和，而一般的充电器还会继续往电池充电，电池难以再提高电压，就会以热的形式发散出来，这样会使电池永久性损伤。而“满充”后使得电压下降得较快；加之满充时，空气、电解液和电极之间的副反应更明显，进一步加快电压下降，综合表现为满充后放电时的电压变化速率(△V/△T)明显比正常的电池大。例如，锂子电池中的活性锂经电化学反应转化为非活性锂的副反应，作为副反应的外加电压，锂离子电池的充电电压越大，副反应越明显，故满充时副反应更明显。

本申请实施例提供的电芯检测方法中，通过以电芯的电压变化速率作为电芯检测的关键参数；并将获取的待检测的电芯的第一电压变化速率与预设电压变化速率进行比较，通过比较结果来判断待检测的电芯是否出现异常，能够提高识别电芯异常的准确性和有效性。该电池检测方法应用到电池管理系统(Battery Management System，BMS)的管理中，进而能够及时发现电池的异常发生，提高电池的安全可靠性。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，步骤S10中，预设电压变化速率可包括：正常状态的电芯满充后放电时的电压变化速率。若将电芯满充后放电至第一检测电压所需的时间定义为第一检测时间，预设电压变化速率＝(正常状态的电芯的满充电压-第一检测电压)/正常状态的电芯的第一检测时间。示例性地，第一检测电压可为正常状态的电芯的满充电压的1/1.25或1/1.5或1/2或1/3或1/4，或第一检测电压为0。正常状态的电芯的满充电压、第一检测电压、正常状态的电芯的第一检测时间均可通过对正常状态的电芯满充后放电测试获取。

当然，预设电压变化速率也可包括：正常状态的电芯自放电终止电压充电时的电压变化速率。若将电芯自放电终止电压充电至第二检测电压所需的时间定义为第二检测时间，预设电压变化速率＝(第二检测电压-正常状态的电芯的放电终止电压)/正常状态的电芯的第二检测时间；放电终止电压是指电池放电时允许的最低电压；如果电压低于放电终止电压后继续放电，电池两端的电压会迅速下降，形成深度放电，这样极板上形成的生成物在正常充电时就不易再恢复，从而影响电池的寿命。示例性地，第二检测电压可为正常状态的电芯的满充电压的1/1.25或1/1.5或1/2或1/3或1/4。正常状态的电芯的放电终止电压、第二检测电压、正常状态的电芯的第二检测时间均可通过对正常状态的电芯自放电终止电压充电测试获取。

当然，预设电压变化速率也可包括：正常状态的电芯满充后静置时的电压变化速率。若将电芯满充后静置预定时间时的电压定义为第三检测电压，预设电压变化速率＝(正常状态的电芯的满充电压-正常状态的电芯的第三检测电压)/预定时间。电池满充后静置可以理解为：电芯本身既不处于充电的状态，也不处于对负载放电的状态。

应当理解的是，上述正常状态的电芯是指保持原来最佳状态的、无改变或损坏的电芯。正常状态的电芯的电压变化速率是在与待测的电芯相同的工况条件下获得的。示例性的，满充后，以同一放电倍率对正常状态的电芯和待检测的电芯放电，并放电至同一电压时，比较放电电压变化速率；从放电终止电压，以同一充电倍率对正常状态的电芯和待检测的电芯充电，并充电至同一电压，比较充电电压变化速率。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，步骤S20中，第一电压变化速率是指实际测得的待检测的电芯充电/放电循环或静置时的电压变化速率。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，步骤S20中，第一电压变化速率可包括：待检测的电芯满充后放电时的第二电压变化速率。也就是说，第二电压变化速率＝(待检测的电芯的满充电压-第一检测电压)/待检测的电芯的第一检测时间。

当然，第一电压变化速率也可包括：待检测的电芯自放电终止电压充电时的第三电压变化速率。也就是说，第三电压变化速率＝(第二检测电压-待检测的电芯的放电终止电压)/待检测的电芯的第二检测时间。

当然，第一电压变化速率也可包括：待检测的电芯满充后静置时的第四电压变化速率。也就是说，第四电压变化速率＝(待检测的电芯的满充电压-待检测的电芯的第三检测电压)/预定时间。

在一个或多个实施例中，步骤S30中，根据比较结果判断待检测的电芯是否为异常状态的步骤包括：若第一电压变化速率与预设电压变化速率的差值大于第一预设差值时，则判断待检测的电芯为异常状态；若第一电压变化速率与预设电压变化速率的差值大于或等于第二预设差值且小于或等于第一预设差值时，则再次获取待测的电芯的待测数据，并将第一电压变化速率与预设电压变化速率进行比较，其中，第一预设差值大于第二预设差值。

在一个或多个实施例中，步骤S30之后，本申请提供的上述电芯检测方法可进一步包括对判断为异常状态的电芯进一步检测和/或判断的一个或多个步骤，具体如下。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯检测方法可进一步包括：

S41、对判断为异常状态的电芯进行多次充电/放电循环检测，并获取异常状态的电芯的第一电压变化速率；

S51、若每次满充后放电时的第一电压变化速率都大于预设电压变化速率，则判断异常状态的电芯发生破损。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯检测方法可进一步包括：

S42、对判断为异常状态的电芯进行多次充电/放电循环检测，并获取异常状态的电芯的容量变化；

S52、若每次充电/放电循环时的容量变化都大于预设容量变化，则判断异常状态的电芯发生破损，预设容量变化为正常状态的电芯充电/放电循环时的容量变化。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯检测方法进一步包括：

S43、对判断为异常状态的电芯进行多次充电/放电循环检测，并获取异常状态的电芯的第一电压变化速率和容量变化；

S53、若每次充电/放电循环时的容量变化都大于预设容量变化，且每次满充后放电时的第一电压变化速率都大于预设电压变化速率，则判断异常状态的电芯发生破损，预设容量变化为正常状态的电芯充电/放电循环时的容量变化。示例性地，破损电芯的容量剩余(Capacity Re.)及满充后放电时的电压变化速率(△V/△T)随循环数(Cycle No.)的变化与正常状态的电芯的容量剩余(Capacity Re.)及满充后放电时的电压变化速率(△V/△T)随循环数(Cycle No.)的变化的对比结果如图4、图5所示，可知同时采用容量变化与充后放电时的电压变化速率作为参数的电芯检测方法能够更有效的判别出电芯是否破损。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，待测数据还包括满充电压，电芯检测方法进一步包括：

S54、若异常状态的电芯的满充电压和正常状态的电芯的满充电压的差值超过第一阈值，则判断异常状态的电芯发生破损。可选的，第一阈值可以为100mV。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯的数量为多个，其中至少部分电芯串联，电芯检测方法进一步包括：

S55、异常状态的电芯中，第一电压变化速率和预设电压变化速率偏差最大的判断为发生破损；和/或，

S56、异常状态的电芯中，满充电压和正常状态的电芯的满充电压的差值最大的判断为发生破损。示例性地，含有破损电芯的6s1p(6只电芯串联成的一个电池组)的软包电池中不同电芯的满充电压的对比如图6所示，参考图6可见，电芯Cell6的满充电压明显小于电芯Cell1至Cell5的满充电压；同时，含有破损电芯的6s1p的软包电池中不同电芯的第一电压变化速率的对比如图7所示，参考图7可见，时间△T范围内，电芯Cell6的第一电压变化速率明显大于电芯Cell1至Cell5中的任一电芯的第一电压变化速率；可知，同时采用满充电压与电压变化速率作为关键参数的电芯检测方法能够更有效的判别出含有串联电芯的电池包是否破损。

本申请还提供一种电芯检测装置的实施例，如图8所示，该电芯检测装置采用如上的电芯检测方法，包括：预设电压变化速率提供单元1、待测数据获取单元2和电芯异常判断单元3。其中，预设电压变化速率提供单元1用于获取预设电压变化速率，预设电压变化速率为正常状态的电芯的电压变化速率；待测数据获取单元2用于获取待检测的电芯的待测数据，待测数据包括第一电压变化速率；电芯异常判断单元3用于将第一电压变化速率和预设电压变化速率进行比较，根据比较结果判断待检测的电芯是否为异常状态。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，预设电压变化速率提供单元1中，预设电压变化速率可包括：正常状态的电芯满充后放电时的电压变化速率。若将电芯满充后放电至第一检测电压所需的时间定义为第一检测时间，预设电压变化速率＝(正常状态的电芯的满充电压-第一检测电压)/正常状态的电芯的第一检测时间。示例性地，第一检测电压可为正常状态的电芯的满充电压的1/1.25或1/1.5或1/2或1/3或1/4，或第一检测电压为0。正常状态的电芯的满充电压、正常状态的电芯第一检测电压、正常状态的电芯第一检测时间均可通过对正常状态的电芯满充后放电测试获取。

当然，预设电压变化速率也可包括：正常状态的电芯自放电终止电压充电时的电压变化速率；若将电芯自放电终止电压充电至第二检测电压所需的时间定义为第二检测时间，预设电压变化速率＝(第二检测电压-正常状态的电芯的放电终止电压)/正常状态的电芯的第二检测时间；示例性地，第二检测电压可为正常状态的电芯的满充电压的1/1.25或1/1.5或1/2或1/3或1/4。正常状态的电芯的放电终止电压、第二检测电压、正常状态的电芯的第二检测时间均可通过对正常状态的电芯自放电终止电压充电测试获取。

当然，预设电压变化速率也可包括：正常状态的电芯满充后静置时的电压变化速率。若将电芯满充后静置预定时间时的电压定义为第三检测电压，预设电压变化速率＝(正常状态的电芯的满充电压-正常状态的电芯的第三检测电压)/预定时间。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，待测数据获取单元2中，第一电压变化速率可包括：待检测的电芯满充后放电时的第二电压变化速率。也就是说，第二电压变化速率＝(待检测的电芯的满充电压-第一检测电压)/待检测的电芯的第一检测时间。

当然，第一电压变化速率也可包括：待检测的电芯自放电终止电压充电时的第三电压变化速率。也就是说，第三电压变化速率＝(第二检测电压-待检测的电芯的放电终止电压)/待检测的电芯的第二检测时间。

当然，第一电压变化速率也可包括：待检测的电芯满充后静置时的第四电压变化速率。也就是说，第四电压变化速率＝(待检测的电芯的满充电压-待检测的电芯的第三检测电压)/预定时间。

在一个或多个实施例中，本申请提供的上述电芯检测装置可进一步包括用于对判断为异常状态的电芯是否破损进行检测和/或判断的一个或多个单元，具体如下。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯检测装置进一步包括：第一电压变化速率获取单元和第一异常电芯破损判断单元，其中，第一电压变化速率获取单元用于对判断为异常状态的电芯进行多次充电/放电循环检测，并获取异常状态的电芯的第一电压变化速率；第一异常电芯破损判断单元用于若每次满充后放电时的第一电压变化速率都大于预设电压变化速率，则判断异常状态的电芯发生破损。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯检测装置进一步包括：容量变化获取单元和第二异常电芯破损判断单元，其中，容量变化获取单元用于对判断为异常状态的电芯进行多次充电/放电循环检测，并获取异常状态的电芯的容量变化；第二异常电芯破损判断单元用于若每次充电/放电循环时的容量变化都大于预设容量变化，则判断异常状态的电芯发生破损，预设容量变化为正常状态的电芯充电/放电循环时的容量变化。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯检测装置进一步包括：第一电压变化速率与容量变化获取单元和第三异常电芯破损判断单元，其中，第一电压变化速率与容量变化获取单元用于对判断为异常状态的电芯进行多次充电/放电循环检测，并获取异常状态的电芯的第一电压变化速率和容量变化；第三异常电芯破损判断单元用于若每次充电/放电循环时的容量变化都大于预设容量变化，且每次满充后放电时的第二电压变化速率大于预设电压变化速率，则判断异常状态的电芯发生破损，预设容量变化为正常状态的电芯的充电/放电循环时的容量变化。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，待测数据还包括满充电压，电芯检测装置进一步包括：第四异常电芯破损判断单元，第四异常电芯破损判断单元用于若异常状态的电芯的满充电压和正常状态的电芯的满充电压的差值超过第一阈值，则判断异常状态的电芯发生破损。可选的，第一阈值可以为100mV。

在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电芯的数量为多个，其中至少部分电芯串联，电芯检测方法进一步包括：第五异常电芯破损判断单元，第五异常电芯破损判断单元用于异常状态的电芯中，第一电压变化速率和预设电压变化速率偏差最大的判断为发生破损；和/或，异常状态的电芯中，满充电压和正常状态的电芯的满充电压的差值最大的判断为发生破损。

综上，本申请提供一种电芯检测方法及装置，本申请的电芯检测方法通过以电芯的电压变化速率作为电芯检测的关键参数；并将获取的待检测的电芯的第一电压变化速率与预设电压变化速率进行比较，通过比较结果来判断待检测的电芯是否出现异常，能够改善识别电芯异常的准确性和有效性。该电池检测方法应用到BMS的管理中，进而能够及时发现电池的异常发生，提高电池的安全可靠性。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。