[发明专利]一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电池领域，尤其是涉及一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法。

背景技术

动力电池由于使用和制造工艺上的问题，通常都会缓慢发展一种“内部短路”。内部短路的情况表现在，虽然电池已经断开，但是内部有局部或者全局的回路。这种回路会导致电流的内部流通，进而消耗电池能量，并产生热量。在极端的情况下，电池温度会极剧升高，导致安全事故的发生。

行业上已有的决定电池内部短路的方法大致有两个：第一，通过电池断开后，电池的电荷容量的变化，大致推断漏电流的量级。这个办法的缺点是，不能有效地考虑电池内部本身的电阻变化，并且及其容易被外部温度的变化和电池电荷容量程度所影响。另一个办法是在电池充电时跟踪电池端口电压的突变。这种方法可以在一定程度上发现局部短路的情况，但不能跟踪缓慢的内部短路情况，并且只能在充电时有用。

专利US 20140266229对每个电池单元附加一个外部电压，能后通过(外部附加的)电流测量，判断是不是有内部短路。然而这个方法需要将动力电池包拆开，并且从外部对电池包施加电压，既不方便操作，也容易对动力电池造成损坏。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的内部短路状态，所述方法包括下列步骤：

1)判断动力电池是否满足负荷平衡的操作条件，若是则进入步骤2)，若否则返回继续判断；

2)对动力电池进行负荷平衡操作，并记录动力电池的负荷平衡参数；

3)根据步骤2)记录的动力电池的负荷平衡参数，计算动力电池的负荷平衡速度v；

4)根据动力电池的负荷平衡速度v，计算动力电池的内部短路状态评估值ε；

5)根据动力电池的内部短路状态评估值ε，判断动力电池的内部短路状态。

所述负荷平衡的操作条件具体为：动力电池温度在温度阈值范围内以及动力电池处于满电状态或充电开始状态。

所述负荷平衡参数包括动力电池的初始荷电状态SOC(i)_start、终止荷电状态SOC(i)_end和负荷平衡操作时间T_cal2。

所述步骤2)具体为：

21)动力电池脱离高压回路至规定时间T_cal1；

22)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的初始荷电状态SOC(i)_start；

23)动力电池接入高压回路，负荷平衡电阻开关闭合至负荷平衡操作时间T_cal2；

24)负荷平衡电阻开关断开，动力电池脱离高压回路至规定时间T_cal1；

25)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的终止荷电状态SOC(i)_end。

所述动力电池的负荷平衡速度v具体为：

其中，SOC(i)_start为初始荷电状态，SOC(i)_end为终止荷电状态，T_cal2为负荷平衡操作时间，Q(i)为电池容量。

所述动力电池的内部短路状态评估值ε具体为：

其中，v₀为动力电池寿命开始时的负荷平衡速度。

所述步骤5)具体为：

51)判断内部短路状态评估值ε是否大于2，若是则表明动力电池短路电阻过小，动力电池处于危险状态，若否则进入步骤52)；

52)判断内部短路状态评估值ε是否大于1.5，若是则表明动力电池处于有限功能状态，若否则进入步骤52)；

53)判断内部短路状态评估值ε是否大于1.2，若是则表明动力电池处于预警状态，若否则表明动力电池仍未进入短路状态的预警线，返回步骤51)。

所述动力电池处于危险状态时，动力电池的电池管理系统将自动断开高压回路并通过电路进行快速放电。

所述基于负荷平衡的电池内部短路检测方法还包括：根据计算得到的动力电池的负荷平衡速度v，绘制电池寿命-负荷平衡速度曲线图，用以对电池内部短路状态进行预测。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：