[发明专利]基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法，包括：容量增量法ICA分析，电池容量变化率监控，电压释放曲线追踪；根据电池充电曲线得到的IC曲线，提取老化特征，掌握电池当前老化状态；根据长期监控得到的相邻两次充电容量衰减速率的比较，获得电池内短路故障的特征；最后，根据充电结束后短时间内的电压曲线，与全新电池状态下的情况进行比较，判断是否发生了微短路。本发明是基于电池充电状态的特征提取，可以在充电及完成后，实现电池内部微短路故障的有效诊断和识别，该方法适用于不同类型的锂离子电池。

技术领域

本发明涉及电池状态估计技术领域，具体是一种基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法。

背景技术

锂离子电池内短路故障是危及电池使用安全的高风险故障，这种故障将导致电池内部正负极短路，从而引发热失控、燃烧和起火。而这种电池内部短路的故障往往出现时已经无法挽回，那么对电池内部微短路进行提前诊断和识别对于保证电池使用安全有重要意义。

现有的内短路故障检测往往从外部电池电压特性获得，测试得到电压异常时，其内部内短路过程已经开始，而且来不及采取措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法，在充电过程中就能够诊断电池内部短路故障，保证电池使用安全。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤1、对电池进行充电，获得电池充电电压曲线，并在此基础上得到IC曲线，从而分析电池老化情况；

步骤2、在充电结束后，停止充电时，继续采集电池端电压，根据电池端电压恢复情况判断电池故障；

步骤3、分析电池两次充电容量之间的衰减速率，判断电池故障情况；

步骤4、根据IC分析结果、端电压恢复情况以及容量衰减速率，综合诊断电池故障情况。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：(1)本发明所提出的一种基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法，能够根据充电过程判断电池内部微短路故障；(2)本发明所提出的内部微短路诊断方法，具有计算量小，便于实施的优点，降低了对BMS硬件的要求；此外，该方法适用于不同类型的锂离子电池，具有普遍适用性。

附图说明

图1为根据本发明实施例的基于粒子群优化算法的电池单体容量估计方法的流程图。

图2为电池IC曲线图。

图3为OCV特征电量段图。

具体实施方式

电池充电过程是常见的工况，为了便于故障诊断和识别的同时，不影响电池使用，在充电过程中提取特征参数，并以此作为判据进行故障诊断。本发明根据电池发生微短路时的故障特征提取，提前预警电池存在的内短路故障风险。

如图1所示，本发明的一种基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法，该电池故障诊断方法可以实现任意类型的锂离子电池，只要借助于充电过程就可以实现，包括以下步骤：

步骤1、对电池进行充电，获得电池充电电压曲线，并在此基础上得到IC曲线，从而分析电池老化情况；

步骤2、在充电结束后，停止充电时，继续采集电池端电压，根据电池端电压恢复情况判断电池故障。

步骤3、分析电池两次充电容量之间的衰减速率，判断电池故障情况；

步骤4、根据IC分析结果、端电压恢复情况以及容量衰减速率，综合诊断电池故障情况。

进一步的，步骤1具体为：

步骤1-1，电池首先以1C/2倍率恒流放电，至电池下限截止电压时放电结束；