一種電池微短路的識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種識別電池微短路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在能源危機(jī)與環(huán)境污染的雙重壓力下，汽車動力系統(tǒng)電動化逐漸成為未來汽車的 技術(shù)發(fā)展主流。鋰離子電池因其能量密度和循環(huán)壽命方面的優(yōu)勢，是電動汽車動力來源的 主要選擇之一。然而，鋰離子動力電池的安全性事故偶有發(fā)生，鋰離子動力電池的安全性問 題將會威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，并阻礙電動汽車的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。電池單體的小規(guī) 模內(nèi)短路和小規(guī)模的外短路可以統(tǒng)稱為微短路。多數(shù)在電池正常使用過程中的安全問題都 與微短路相關(guān)，不僅在電動汽車領(lǐng)域如此，在其他使用電池的領(lǐng)域也是如此，如數(shù)碼產(chǎn)品、 飛機(jī)等。
[0003]目前，微短路的預(yù)測和發(fā)現(xiàn)依然是電池安全問題中的一個難點(diǎn)。微短路的發(fā)生具 有一定的偶然性和隨機(jī)性，造成微短路的成因很多，各種不同情況或原因可能引發(fā)不同程 度的微短路。微短路的短路阻值較大，在非絕熱狀態(tài)下，所引起的溫升一般不會大于5°C，在 發(fā)生的初期現(xiàn)象極不明顯，因此現(xiàn)有的電氣管理或溫度管理等外部措施難以有效識別微短 路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，確有必要提供一種能夠準(zhǔn)確且快速的識別電池微短路的方法。
[0005] 一種電池微短路的識別方法，包括以下步驟：
[0006] S1，提供一個包括多個電池單體的電池組；
[0007] S2,采集所述電池組中每個電池單體的端電壓仏及端電流Ii;
[0008] S3,根據(jù)所述端電壓仏及端電流Ii，計(jì)算所述每個電池單體的電動勢對于基 準(zhǔn)電動勢E的電動勢偏差量AEi;
[0009]S4,對所述電動勢偏差量AEi或所述電動勢偏差量的導(dǎo)數(shù)d(AEJ/dt進(jìn)行異常分 析；
[0010] S5,若某一電池單體m的電動勢偏差量八￡1或電動勢偏差量的導(dǎo)數(shù)cKAED/dt為 異常，則判定該電池單體m為微短路電池單體，否則返回步驟S2。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的電池微短路的識別方法能夠準(zhǔn)確且快速的識別 電池微短路，該識別方法對于使用電池組的產(chǎn)品安全性能的提高具有關(guān)鍵作用。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明電池內(nèi)短路的識別流程圖。
[0013] 圖2為串聯(lián)電池單體的偏差模型圖。
[0014] 圖3為正常電池單體的一階RC模型電路圖。
[0015]圖4為微短路電池單體的一階RC模型電路圖。
[0016] 圖5為微短路電池單體與正常電池單體電動勢偏差量AEJ#照圖。
[0017] 圖6為微短路電池單體與正常電池單體電動勢偏差量導(dǎo)數(shù)d(AEj/dt的對照圖。
[0018] 圖7為微短路電池單體與正常電池單體電動勢偏差量導(dǎo)數(shù)cKAEiVdt的對照圖。
[0019] 主要元件符號說明
[0020] 如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的電池內(nèi)短路的識別方法作進(jìn)一步 的詳細(xì)說明。
[0022] 請參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種電池微短路的識別方法，包括以下步驟：
[0023] S11，提供一個包括多個電池單體的電池組；
[0024] S12,采集所述電池組中每個電池單體的端電壓仏及端電流Ii;
[0025] S13,根據(jù)所述端電壓仏及端電流"，計(jì)算所述每個電池單體的電動勢對于基 準(zhǔn)電動勢E的電動勢偏差量AEi;
[0026] S14,對所述電動勢偏差量AEi進(jìn)行異常值查找；
[0027] S15,若某一電池單體m的電動勢偏差量AEiS異常值，則判定該電池單體m為微 短路電池單體，否則返回步驟S12 ;
[0028] S16,根據(jù)電動勢偏差量AEi的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出所述微短路電池單體m的信息熵 H；
[0029] S17,將該信息熵H與預(yù)設(shè)閾值比較，若所述信息熵H大于該預(yù)設(shè)閾值，判定所述微 短路電池單體發(fā)生外短路，若所述信息熵H小于該預(yù)設(shè)閾值，則判定所述微短路電池單體 發(fā)生內(nèi)短路。
[0030] 本發(fā)明第一實(shí)施例中步驟S11?S15用于判斷電池組中的電池單體是否發(fā)生微短 路，步驟S16?S17用于進(jìn)一步判斷發(fā)生微短路的電池單體所發(fā)生的微短路的類型。若僅 需要獲知電池單體是否發(fā)生微短路，則只需進(jìn)行到步驟S15即可結(jié)束，若需要獲知微短路 電池單體所發(fā)生的微短路的類型，則需進(jìn)行到步驟S17。
[0031] 步驟S11中，所述電池組的種類不限，如鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池等，本實(shí) 施例中所識別的是鋰離子電池。所述電池組包括n個電池單體，依次編號為1，2,3…n，其 中n為大于1的整數(shù)。所述n個電池單體可以通過串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的方式構(gòu)成一個電 池組。
[0032] 步驟S12中，分別對所述電池組中n個電池單體的端電壓仏及端電流Ii進(jìn)行采 集，其中i代表所述n個電池單體中任意的一個電池單體。
[0033] 步驟S13中，若所述電池組由相同型號的多個電池單體構(gòu)成，可以利用分頻模型 計(jì)算每個電池單體的電動勢Ei與內(nèi)阻Z 別相對于基準(zhǔn)電動勢E與基準(zhǔn)內(nèi)阻Z的偏差量。 所述分頻模型包含高頻部分與低頻部分，其中高頻部分由精確的電池等效電路模型構(gòu)成， 計(jì)算頻率較高，以此來得到基準(zhǔn)電動勢E和基準(zhǔn)內(nèi)阻Z;低頻部分由簡化的電池等效電路模 型構(gòu)成，計(jì)算頻率較低，用來計(jì)算每個單體的電動和內(nèi)阻Zp計(jì)算頻率的選擇會因具 體地電池組的不同而有所差異，一般地，低頻模型通常選擇一階或二階RC等效電路模型， 高頻模型通常選擇三階或更高階數(shù)的電路模型。將電池單體的電動勢Ei和基準(zhǔn)電動勢E帶 入公式AEi=Ei-E即可獲得電動勢偏差量AEi;將電池單體的內(nèi)阻Zi和基準(zhǔn)內(nèi)阻Z帶入 公式AZi=Zi_Z即可獲得內(nèi)阻偏差量AZp
[0034] 請參見圖2,若所述電池組由多個電池單體串聯(lián)構(gòu)成，還可以通過下述方法計(jì)算電 動勢偏差量AEp具體包括以下步驟：
[0035]S311，計(jì)算所述多個電池單體端電壓的平均值U;
[0036]S312,根據(jù)AUi=Ui_U計(jì)算各所述每個電池單體的端電壓偏差量AUi;
[0037]S313,利用所述端電壓偏差量八仏與端電流仁計(jì)算每個電池單體的電動勢偏差量 AEi〇
[0038] 步驟S311中，可以直接將各電池單體的端電壓％相加取平均值，也可以先去掉最 大值和最小值，然后再取平均值?？梢岳斫?，在計(jì)算平均值的過程中可以適當(dāng)添加一些現(xiàn)有 的數(shù)據(jù)處理手段，進(jìn)一步提高求取平均值的準(zhǔn)確性。
[0039] 步驟S313中，可以利用圖2所示的偏差模型進(jìn)行參數(shù)識別，獲得電動勢偏差量 及內(nèi)阻偏差量AZp根據(jù)該偏差模型，所述端電壓偏差量AUp端電流L、電動勢偏 差量AE#及內(nèi)阻偏差量A