[發(fā)明專利]一種適用于電動(dòng)汽車的基于初始容量差異的電池內(nèi)短路故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010988403.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN112098893B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉剛;溫濤;周美蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/52
• 分類號(hào): G01R31/52;G01R31/396;G01R31/388;G01R31/389
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發(fā)明公開了一種適用于電動(dòng)汽車的基于初始容量差異的電池內(nèi)短路故障診斷方法。步驟1：通過記錄電池組內(nèi)電池的充放電電壓；步驟2：根據(jù)步驟1結(jié)合電池生產(chǎn)企業(yè)提供的額定容量和平均容量差異信息對(duì)電池組內(nèi)單體電池的初始容量進(jìn)行估計(jì)；步驟3：根據(jù)步驟2進(jìn)行內(nèi)短路故障診斷。本發(fā)明是為了解決在大規(guī)模電池組中由于單體電池的初始容量難以確定導(dǎo)致的內(nèi)短路故障診斷精度降低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源汽車領(lǐng)域；具體涉及一種適用于電動(dòng)汽車的基于初始容量差異的電池內(nèi)短路故障診斷方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的電池組內(nèi)短路故障診斷方法往往都沒有考慮初始容量的差異，又或者需要對(duì)每一節(jié)電池進(jìn)行容量測(cè)試得到初始容量再將電池成組進(jìn)行內(nèi)短路故障診斷，然而在實(shí)際應(yīng)用中，不考慮容量差異會(huì)降低故障診斷的精度，對(duì)電池成百上千的電池一一進(jìn)行容量測(cè)試又會(huì)大大提升裝配成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種適用于電動(dòng)汽車的基于初始容量差異的電池內(nèi)短路故障診斷方法，是為了解決在大規(guī)模電池組中由于單體電池的初始容量難以確定導(dǎo)致的內(nèi)短路故障診斷精度降低的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種適用于電動(dòng)汽車的基于初始容量差異的電池內(nèi)短路故障診斷方法，所述電池內(nèi)短路故障診斷方法包括以下步驟，

步驟1：記錄電池組內(nèi)電池的充放電電壓；

步驟2：根據(jù)步驟1結(jié)合電池生產(chǎn)企業(yè)提供的額定容量和平均容量差異信息對(duì)電池組內(nèi)單體電池的初始容量進(jìn)行估計(jì)；

步驟2.1：當(dāng)電池都處于滿電量且串聯(lián)成組；對(duì)電池組放電，當(dāng)有電池達(dá)到電壓下限時(shí)，記錄電池組內(nèi)其他電池的電壓；

步驟2.2：記初始容量最小的電池容量為額定容量減這一批次電池的平均容量差異；

步驟2.3：將電池電壓最高的電池視作初始容量最大的電池，記其電池容量為額定容量加這一批次電池的平均容量差異；

步驟2.4：將電池組內(nèi)其他電池的初始容量按照電壓差等比例插入到最小容量和最大容量之間；

步驟3：根據(jù)步驟2進(jìn)行內(nèi)短路故障診斷。

進(jìn)一步的，如果是初始容量最小電池單體發(fā)生內(nèi)短路，在放電結(jié)束時(shí)電池組內(nèi)其他的電壓都會(huì)高于正常狀態(tài)下的放電電壓；如果是其他初始容量較大的電池單體發(fā)生內(nèi)短路，在放電結(jié)束時(shí)，其電壓會(huì)略低于正常狀態(tài)下的電池電壓，將其視作具有出現(xiàn)內(nèi)短路可能的電池；但是如果在之后的充電過程中具有出現(xiàn)內(nèi)短路可能的電池?zé)o法達(dá)到電壓上限而其他電池單體都能達(dá)到電壓上限，則憑這兩點(diǎn)就可以確定具有出現(xiàn)內(nèi)短路可能的電池出現(xiàn)了內(nèi)短路。

進(jìn)一步的，在定位到出現(xiàn)內(nèi)短路故障的單體電池后，通過一組完整的充放電數(shù)據(jù)來計(jì)算內(nèi)短路電阻。

進(jìn)一步的，對(duì)于初始容量較大的電池出現(xiàn)內(nèi)短路故障，在一次放電-充電后記錄下內(nèi)短路故障電池的電壓，用電壓上限減去故障電池的電壓得到電壓差值，這一電壓差值的產(chǎn)生在容量最少的單體的放電過程和充電過程中，以這個(gè)電壓差值通過電池管理系統(tǒng)內(nèi)置的荷電狀態(tài)SOC估計(jì)算法計(jì)算出故障電池，由于內(nèi)短路導(dǎo)致的故障電池當(dāng)前荷電狀態(tài)與其正常狀態(tài)應(yīng)有的荷電狀態(tài)的差值的絕對(duì)值△SOC，再用△SOC乘以故障電池的初始容量就能得到內(nèi)短路電量Q，然后用內(nèi)短路電量Q除以容量最少單體的充電時(shí)間T_c,min與放電時(shí)間T_d,min的時(shí)間和就能得到內(nèi)短路電流，最后根據(jù)歐姆定律計(jì)算內(nèi)短路電阻；公式如下

其中，I_sc為內(nèi)短路電流，R_sc為等效內(nèi)短路電阻，U為電池電壓。