[发明专利]一种基于传感器信号实时监测评估电池碰撞损伤的方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于传感器信号实时监测评估电池碰撞损伤的方法，包括：获取锂离子动力电池碰撞前电性能数据；使用电池碰撞试验台进行碰撞试验，采集传感器碰撞信号；再对碰撞后的电池进行损伤特征化测试，并将其按照损伤程度分类；对传感器信号进行数据处理，提取数字特征；最后以信号特征为输入，以电池分类标签为目标，作监督式机器学习训练和测试，得到最佳分类模型。本发明实施例还公开了一种用于单体18650电池碰撞的简易试验台。采用本发明，利用实时监测到的碰撞力和振动信号，可得到同种电池碰撞后损伤的程度，及时发现并未表现出失效特征但具有安全隐患的电池。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池领域，尤其涉及一种基于传感器信号实时监测评估电池碰撞损伤的方法。

背景技术

新能源电动汽车因环保、支持智能驾驶系统等而越来越被人们接受，然而更多的碰撞事故也随之出现，作为电动汽车储能系统的关键部件，锂离子电池的碰撞安全性首当其冲。当车辆发生碰撞事故时，大多数情况下，电池会立即燃烧甚至爆炸，而在某些情况下，尽管电池并没有直接表现出明显现象，却会在电动汽车后续的使用或者静置情况下发生火灾，后者称作“隐患电池”。目前在碰撞失效方面的研究较少，且多是与碰撞时当即失效有关，而对于碰撞造成隐患电池后再失效的相关文献极少，其失效机理也未有直接明确的结论。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于传感器信号实时监测评估电池碰撞损伤的方法。可用传感器信号判断碰撞后电池的损伤程度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于传感器信号实时监测评估电池碰撞损伤的方法包括以下步骤：

获取锂离子动力电池碰撞前电性能数据，通过标准循环和快速充放电循环等，获取电池的电压、容量、内阻信息；

使用电池碰撞试验台进行碰撞试验，采集力和振动传感器碰撞信号；

再对碰撞后的电池进行损伤特征化测试，并将其按照碰撞前/后的性能对比，把电池分成三类，即安全、隐患和失效；

对力和振动信号进行数据处理，提取数字特征；

最后以信号特征为输入，以电池分类标签为目标，作监督式机器学习训练和测试，得到最佳分类模型。

进一步地，所述对于获取锂离子动力电池碰撞前电性能数据，需要预测试如下：

标准循环测试：标准循环稳定时，可进行下一项测试，判断其稳定的方法是，相邻两次放电容量的差小于标称容量的3％；

快速充放电循环测试：2倍率或以上的快速充放电循环；

内阻测量：电池放电完毕后，静置时的内阻，采用的电池内阻测量仪需精确到单位为mΩ的小数点后两位。

试验前电量满充：试验前充电方法参照GB/T 31485——2015单体蓄电池充电方法，即以1C恒流充电到截止电压，再恒压充电到电流降低至0.05C为止。

更进一步地，所述对于碰撞后的锂离子动力电池进行损伤特征化测试，包括物理视检和电性能测试两方面，具体测试如下：

物理视检：检查电池碰撞后是否有电解质泄露、冒烟着火、爆炸等现象；

标准循环测试：对不含上述失效现象的电池继续进行测试，若出现相关失效现象时终止测试；

快速充放电循环测试：对完成上述循环的电池进行该项测试，充放电倍率应与预处理时一致，若出现失效现象时终止测试；

内阻测量：电池放电完毕后静置时测量，测量工具同预测试。