[发明专利]一种锂离子电池短路与滥用故障的诊断及分离方法

权利要求书

1.一种锂离子电池短路与滥用故障的诊断及分离方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、开展锂离子电池特性试验，获取电流、电压、温度试验数据；进行锂离子电池滥用试验，获取滥用损伤后的电池样本；并同样对滥用损伤后的电池进行特性实验；

步骤二、选择适合的电池等效电路模型，利用步骤一获取的试验数据辨识得到多个分别对应于正常条件及不同滥用损伤条件下的等效电路模型；获取电池热物性参数，构建面向控制的电池热模型；

步骤三、基于辨识得到对应正常条件与不同滥用损伤条件的等效电路模型，估计电池开路电压并计算与不同故障对应模型的匹配概率；结合所述电池热模型计算与不同故障对应模型的温度残差信息；

步骤四、基于前述故障诊断信息，根据不同故障的差异特性，判断系统故障情况并进行分离；

步骤一中所述的锂离子电池特性实验包括容量测试、开路电压测试、恒流放电测试、混合脉冲测试；

步骤二中选择适合的电池等效电路模型为Rint模型、一阶RC模型、二阶RC模型中的任意一种；面向控制的电池热模型为集中质量热模型、双层集总参数模型中的一种，所采集的电池热物性参数包括热容、热阻；

所述步骤三具体包括：

1)、根据测量得到的电池电流与端电压，基于前述步骤二中的等效电路模型使用滤波估计算法进行电池开路电压估计，同时计算端电压测量值与各模型估计值的残差；

2)、通过残差概率评价方法计算正常或故障下的模型的归一化匹配概率，输出电池开路电压估计值和各故障模型匹配概率；

3)、根据前述估计得到的电池开路电压估计值与端电压测量值、电流测量值计算电池生热速率；

4)、基于电池热模型，根据测得的电池温度、环境温度及前述计算得到的电池生热速率，结合滤波算法得到温度估计值，并用于反馈更新所述等效电路模型的模型参数；

5)、根据前述温度估计值与温度测量值计算热模型输出的温度残差信息；

步骤四中判断系统故障情况并进行分离，包括区分短路还是滥用故障，并对短路进一步区分发生在电池内部还是外部；

所述区分短路还是滥用故障具体包括以下步骤：

1)、根据安时积分得到的荷电状态SOC_AH与参照开路电压估计值查表得到的荷电状态SOC_OCV差值的绝对值|SOC_Ah-SOC_OCV|，设置大小两档阈值用于指示严重短路与轻微短路，严重短路阈值设置为0.2，轻微短路阈值设置为0.1，或根据电池短路实验进行标定；

2)、当所述差值的绝对值大于严重短路阈值时，判定发生严重短路；

3)、正常模型概率约为1，且所述差值的绝对值|SOC_Ah-SOC_OCV|处于轻微短路阈值与严重短路阈值之间时，判定发生轻微短路故障；

4)、滥用损伤模型概率约为1且所述差值的绝对值|SOC_Ah-SOC_OCV|小于轻微短路阈值时，判定发生滥用损伤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述区分发生在电池内部还是外部具体包括以下步骤：

1)、预先设定一段时间内温度残差的平方和的阈值；

2)、一段时间内温度残差的平方和明显增大并超过所述阈值时，判定发生轻微内短路；

3)、一段时间内温度残差的平方和未明显增大且未超过所述阈值时，判定发生轻微外短路。