[发明专利]一种基于应变的锂离子电池组电流检测方法及系统

说明书

本发明适用于锂离子电池技术领域，提供了一种基于应变的锂离子电池组电流检测方法及系统，所述方法包括以下步骤：建立锂离子电池组电流检测的电流‑应变斜率函数模型；设定所述电流‑应变斜率函数模型中的相关参数，并对相关参数进行验证；根据验证后的所述相关参数，确定最终的电流‑应变斜率函数模型；获取待测量的锂离子电池组工作状态下电池表面的应变数据；将获取的所述应变数据输入所述电流‑应变斜率函数模型，输出待测量的锂离子电池组的电流信息；本发明基于电流与应变曲线斜率的函数关系就可计算电池的电流，实现了电池组中的电流检测。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及电池电流检测技术领域，具体公开了一种基于应变的锂离子电池组电流检测方法及系统。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高、效率高、循环寿命长等优点，已被应用于多个领域。在电动汽车、航空航天等领域中，由于单体电池的电压和功率有限，常以先并联后串联的方式组成电池组，以满足大电压、高功率的需求。并联电池组存在单体电池间参数不一致性问题，会使得支路内出现不均衡电流，部分电池的电流高于预期值，这会进一步导致局部电池高倍率充放、过充过放，加速电池的老化，严重情况下可能会导致安全事故。检测电池组的电流可以及时发现电池组因不一致性产生过大的不均衡电流，避免不一致性导致出现的严重后果。

已有研究尝试为并联电池组支路添加电流传感器，以检测电池组内部的电流。目前在电池组内使用的电流传感器主要有电阻式电流传感器和霍尔式电流传感器两种。电阻式电流传感器的工作原理基于欧姆定律，具有较高的检测精度，可以精准的测量电池组内部的电流。然而，在电路中串接入分流电阻会不可避免的引入接触电阻，改变电池组的电流分布，造成电池组的功率损失。霍尔传感器基于霍尔效应，可以非接触式的测量经过导线的电流，常用于研究电池组的电流分布，但由于其尺寸较大，实际应用中难以集成到电池组中。

综上所述，电池组由于不一致性产生的不均衡电流会加速电池组的老化，但目前存在的检测电池组电流的方法均有相应的不足，不适用于实际应用，亟需改进。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于应变的锂离子电池组电流检测方法及系统，旨在解决现有检测电池组电流的方法存在的引入接触电阻而损失电池组的功率或尺寸较大难以集成到电池组的问题。

本发明实施例通过理论推导与仿真分析建立了电流与应变曲线斜率的函数关系。在电流测试中，通过检测电池的应变信号，并基于电流与应变曲线斜率的函数关系即可计算电池的电流，实现了电池组中的电流检测。

本发明实施例是这样实现的，一种基于应变的锂离子电池组电流检测方法，所述方法包括以下步骤：

建立锂离子电池组电流检测的电流-应变斜率函数模型；

设定所述电流-应变斜率函数模型中的相关参数，并对相关参数进行验证；其中所述相关参数至少包括法拉第常数、电流应变参数，电流应变参数记为S，S为每脱嵌一摩尔锂离子，电池表面产生的应变量；

根据验证后的所述相关参数，确定最终的电流-应变斜率函数模型；

获取待测量的锂离子电池组工作状态下电池表面的应变数据；

将获取的所述应变数据输入所述电流-应变斜率函数模型，输出待测量的锂离子电池组的电流信息。

进一步地，所述电流-应变斜率函数模型，满足：

其中，为应变的变化速率，可以在获取的应变数据中进行计算得到；F为法拉第常数；S为每脱嵌1摩尔锂离子，电池表面产生的应变量；I为待测量的锂离子电池组的电流。

进一步地，所述设定所述电流-应变斜率函数模型中的相关参数，并对相关参数进行验证的步骤，包括：