[發明專利]一種電池內短路的診斷方法

有效

• 申請號: 201710192734.8
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106802396B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 高文凱;鄭岳久
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種電池內短路的診斷方法，用以獲取電池組內短路電池單體的內短路阻值，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取電池組內部每個電池單體的荷電狀態差異，具體包括以下步驟：

11)采用平均電池模型等效電池組的整體特性，以電池組電流值以及電池組平均電壓值作為輸入值，并根據擴展卡爾曼濾波器EKF算法以高頻的方式估計電池組的平均荷電狀態；

12)采用差異電池模型等效電池組內單體電池特性與電池組整體特性之間的差異，以電池組電流值I、電池單體的端電壓與電池組的平均端電壓的差值以及平均電池模型估計的平均荷電狀態值作為輸入值，并根據擴展卡爾曼濾波器EKF算法以低頻的方式估計每個電池單體的荷電狀態差異；

2)根據電池組內電池單體的荷電狀態差異計算每個電池單體的差異電量；

3)采用線性回歸獲取差異電量的變化率L，即得到電池單體在測量時間區段內的平均漏電流I_deplete；

4)根據平均漏電流I_deplete及測量時間區段內電池組的平均端電壓值獲取電池組內每個電池單體的近似短路阻值；

5)將每個電池單體的近似短路阻值分別與設定的短路阻值閾值相比，若近似短路阻值大于短路阻值閾值，則判定該電池單體為正常單體，若近似短路阻值小于或等于短路阻值閾值，則判定該電池單體為短路單體。

2.根據權利要求1所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的步驟2)中，差異電量的計算式為：

ΔC_k＝C·ΔSOC_k

其中，C為電池組內電池單體的當前容量，ΔSOC_k為k時刻電池單體SOC與電池組平均SOC之間的差異荷電狀態，ΔC_k為k時刻電池單體電量與電池組平均電量之間的差異電量。

3.根據權利要求1所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的步驟3)中，差異電量的變化率L計算式為：

其中，ΔC_(n)為線性回歸直線在測量時間區間段內后截止點處的值，ΔC₍₁₎為線性回歸直線在測量時間區間段內起始點處的值，t_(n)為測量時間區間段的終止點，t₍₁₎為測量時間區間段的起始點。

4.根據權利要求1所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的步驟4)中，電池組內每個電池單體的近似短路阻值的計算式為：

其中，R_ISC為電池組內每個電池單體的近似短路阻值，U_mean為測量時間區間段內電池組的平均端電壓值，為測量時間區間段內采集的第i個電池組端電壓值，n為測量時間區間段內采集的電池組端電壓值總數。

5.根據權利要求1所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的步驟5)中，設定的短路阻值閾值為200Ω。

6.根據權利要求1所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的步驟11)中，平均電池模型為二階RC模型。

7.根據權利要求6所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的平均電池模型的表達式為：

U_mean＝U_oc(SOC_mean)-IR₀-U_D-U_T

其中，U_mean為平均電池模型的端電壓，U_oc為平均電池組模型的電壓源，SOC_mean為電池組的平均荷電狀態，I為電池組電流值，R₀為內阻，U_D為活性極化內阻的分配電壓，U_T為濃差極化內阻的分配電壓。

8.根據權利要求1所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的步驟12)中，差異電池模型為Rint模型。

9.根據權利要求8所述的一種電池內短路的診斷方法，其特征在于，所述的差異電池模型的表達式為：

其中，為差異電池的端電壓值，為在SOC_mean附近，第i個單體電池與平均電池的開路電壓U_oc差異，ΔSOCⁱ為第i個單體電池與電池組的平均荷電狀態SOC_mean的差異，I為電池組電流值，ΔRⁱ為第i個單體電池內阻與電池組平均內阻的差異內阻。