[发明专利]一种锂离子电池内部短路诊断方法

说明书

本发明属于锂离子电池短路诊断技术领域，尤其是一种锂离子电池内部短路诊断方法，其包括以下诊断步骤：S1：给电池组进行充电，记最先达到充电截止电压的单体电池为基准电池，其充电电压曲线为基准充电曲线；S2：对每节单体电池计算其相邻两次充电循环的剩余未充电时间变化速率υ_n值；S3：每次充电结束后，采用核密度估计方法计算电池组中所有电池υ_n值的概率分布；S4：计算υ_n值最大的电池单体的异常因子H_n(υ_n)。本发明通过简单的模型进行计算，可以在电池发生短路时，通过检测自放电电流诊断电池内部是否短路，操作和计算过程简单，评估结果较为准确。

技术领域

本发明涉及锂离子电池短路诊断技术领域，尤其涉及一种锂离 子电池内部短路诊断方法。

背景技术

随着工业化大规模发展，全球能源危机和环境污染日益严重， 为了保护环境，降低对传统化石能源的依赖，各个国家都大力发展 新能源产业，电动汽车作为节能减排的重要解决对策被积极推广并 迅速发展。其中，锂离子电池由于具备能量密度高、循环寿命长，输出电压高等优异性能，被广泛应用于电动汽车的电源系统，然而， 为了满足电动汽车对电源高功率和高容量的需求，汽车电源往往是 由数千个单体锂离子电池串并联组成，这也给电动汽车埋下了潜在 的安全隐患，一旦电池发生热失控，将会产生巨大的经济损失，严重时还会引发重大的安全事故。因此提升锂离子电池的安全性已成 为当前的研究热点。

电池短路是导致锂离子电池发生安全事故的重要原因之一，电 池短路包括电池外部短路和电池内部短路，电池外部短路往往是人 为操作不当引发的，当电池发生外部短路时，放电电流会增大，导 致电芯产热，从而电池内部温度升高，在高温情况下，电池内部会 引发一连串的化学反应，这些反应会产生大量的热量，最终导致电 池发生热失控。电池内部短路通常是指电池内部的正极和负极直接 接触，主要是在挤压、撞击和过充过放等电池滥用情况下，电池内 部生成的锂枝晶刺穿隔膜，造成内部短路，从而电池内部化学反应速度加快，电流和温度升高，当电池内短路严重时，则会引发热失 控。其中，电池外部短路可以通过安装外部传感器和保护装置对其 进行有效的防控，而电池内部短路在整个电池生命周期都有可能发 生，但是检测内部短路很难在电池内部安装传感器，也无法使用常规手段快速检测到电池内部温度，这使得内部短路有了一个演化周 期，初期现象不明显，但后期会引发冒烟、起火甚至爆炸等重大事 故，因此有必要对电池内部短路进行早期检测，从而保障动力电池 的安全稳定性，为电动汽车的快速发展保驾护航。

目前，对于电池内部短路的检测方法有很多，如构建开关切换 模型对内部短路进行检测，通过该模型对电池短路等效电路模型进 行更新，获取模型的开路电压和SOC值，进而辨识得到电池内部短 路等效电阻，实现电池内部短路的提前预警。

但是该方法需要借助复杂的模型且计算过程比较繁琐。另外， 由于当电池发生内部短路时，此时自放电电流和正常运行状态下的 自放电电流相比明显增大，则可以通过检测自放电电流诊断电池内 部是否短路，但是该方法需要较长的静置时间使电池处于均衡状态， 不利于实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的电池短路检测方法需要 借助复杂的模型且计算过程比较繁琐，另外，由于当电池发生内部 短路时，此时自放电电流和正常运行状态下的自放电电流相比明显 增大，则可以通过检测自放电电流诊断电池内部是否短路，但是该 方法需要较长的静置时间使电池处于均衡状态，不利于实际应用的 缺点，而提出的一种锂离子电池内部短路诊断方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种锂离子电池内部短路诊断方法，包括以下诊断步骤：