[發明專利]一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法與系統

在審

• 申請號: 202210052756.5
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114384419A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 褚燕燕;袁威;梁棟;鄒文科;張旭
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R31/385;G01K13/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用實時采集的鋰電池在過充電狀態下的電壓信號和溫度信號，實時計算出鋰電池在過充電狀態下的溫度升高速率和電壓升高速率；

2)對實時計算出鋰電池在過充電狀態下的溫度升高速率和電壓升高速率進行噪聲數據處理，得到溫度升高速率處理值和電壓升高速率處理值；

3)利用溫度升高速率處理值和電壓升高速率處理值，建立鋰電池熱失控早期特征值方程，計算鋰電池熱失控早期特征值；

4)對鋰電池熱失控早期特征值進行數據平滑處理，得到鋰電池熱失控早期特征值處理值；

5)根據鋰電池熱失控早期特征值處理值計算得出鋰電池熱失控早期特征值變化率值；

6)利用鋰電池熱失控早期特征值和鋰電池熱失控早期特征值變化率值，確定鋰電池熱失控早期預警條件，當滿足鋰電池熱失控早期預警條件時，發出鋰電池熱失控早期預警，否則回到步驟1)繼續計算。

2.根據權利要求1所述的一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法，其特征在于，在步驟1)中，實時采集的鋰電池在過充電狀態下的電壓信號和溫度信號分別表示為T_i和U_i，T_i表示第i時刻鋰電池溫度，U_i表示第i時刻鋰電池電壓；

實時計算的鋰電池在過充電狀態下的溫度升高速率C_i表示為：

C_i表示第i時刻鋰電池的溫度升高速率，T_i-1表示第i-1時刻鋰電池溫度，t_i表示第i時刻，t_i-1表示第i-1時刻；

實時計算的鋰電池在過充電狀態下的電壓升高速率表示為：

V_i表示第i時刻鋰電池的電壓升高速率，U_i-1表示第i-1時刻鋰電池電壓。

3.根據權利要求1所述的一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法，其特征在于，在步驟2)中，噪聲數據處理按以下規則進行：

當C_i0時，令C_i＝0；

當V_i0時，令V_i＝0；

C_i表示第i時刻鋰電池的溫度升高速率，V_i表示第i時刻鋰電池的電壓升高速率。

4.根據權利要求1所述的一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法，其特征在于：在步驟3)中，建立的鋰電池熱失控早期特征值方程如下：

W_i表示第i時刻鋰電池熱失控早期特征值；C_i表示第i時刻鋰電池的溫度升高速率，V_i表示第i時刻鋰電池的電壓升高速率；α、β、γ表示相關系數，根據鋰電池類型進行賦值。

5.根據權利要求1所述的一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法，其特征在于：在步驟4)中，對鋰電池熱失控早期特征值進行數據平滑處理，是指對一組包含n個連續的鋰電池熱失控早期特征值的數據組求平均值，該平均值定義為電芯熱失控早期特征值處理值；建立數據平滑方程如下：

X_i表示第i時刻鋰電池熱失控早期特征值處理值，W_i-n、W_i-n+1、…、W_i-1分別表示第i-n、i-n+1、…、i-1時刻鋰電池熱失控早期特征值，n表示平均次數。

6.根據權利要求1所述的一種過充電導致鋰電池熱失控的早期預警方法，其特征在于：在步驟5)中，鋰電池熱失控早期特征值變化率值計算方程如下：

B_i表示第i時刻鋰電池熱失控早期特征值變化率值，X_i表示第i時刻鋰電池熱失控早期特征值處理值，X_i-1表示第i-1時刻鋰電池熱失控早期特征值處理值，t_i表示第i時刻，t_i-1表示第i-1時刻。