[发明专利]用于检测内部短路电池单体的方法

说明书

根据各种实施例的用于检测内部短路电池单体的方法包括以下步骤：周期性地产生彼此电连接在第一端子与第二端子之间并且正在使用的多个电池单体对应的电压值和电流值；通过使用自适应滤波器根据对应电池单体的电压值和电流值实时更新G参数值和H参数值，G参数值和H参数值通过分别使指示对应电池单体的当前状态的G参数和H参数数字化来获得；计算分别代表电池单体的G参数值和H参数值的G参数代表值和H参数代表值；以及基于对应电池单体的G参数值和H参数值、G参数代表值和H参数代表值来确定在对应电池单体中是否发生内部短路。G参数是指示电池单体的电压对电流变化的灵敏度的参数，并且H参数是指示由电池单体内的电阻分布和局部平衡电位的分布确定的有效电位的参数。

技术领域

本公开涉及一种准确且快速地检测正在使用的电池单体之中的发生内部短路的电池单体的方法。

背景技术

电池与其他能量存储装置相比具有高适用性，并且由于诸如相对高的能量和功率密度的特性，已经广泛用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或者混合动力电动车辆(HEV)以及便携式装置中。特别地，当需要强输出时，也可以使用其中多个电池串联连接和并联连接的电池组。

电池管理对于电池或电池供电的电动装置的节能和安全使用是重要的，并且为此，准确估算和诊断电池的状态是必不可少的。特别地，当使用电池时，在电池单体的正极与负极之间可能发生内部短路。为了电池的稳定使用，快速且准确地检测内部短路是非常重要的。

在现有技术中，预先在实验上发现待估算的电池的可测量变量(例如，电流(I)、电压(V)和温度(T))与内部状态之间的相关性，然后以表格形式创建相关性，并且估算电池的内部状态(诸如电阻、电容或开路电压(OCV))。因为内部状态受各种变量影响，所以为了准确估算内部状态，需要将诸如电池的荷电状态(SOC)、电流(I)、电压(V)和温度(T)的各种变量进行组合，并且需要针对它们中的每个收集数据。因此，需要的精度越高，需要的数据越多，导致时间和金钱成本增加。此外，这样的传统方法的问题在于，因为应当停止电池，应当满足特定条件或环境，或者累积传感器误差或估算误差，所以精度不可靠。

发明内容

技术问题

本公开提供了一种通过使用通过测量正在使用的每个电池单体的电压和电流而获得的电压值和电流值来实时准确地估算每个电池单体中是否发生内部短路的方法，以克服传统方法的缺点。本公开提供了一种通过使用指示电池单体的内部状态的G参数和H参数来准确且快速地检测电池单体之中的发生内部短路的电池单体的方法。本公开提供了一种可加载到电池管理系统(BMS)中的内部短路电池单体检测算法。

技术方案

根据本公开的一方面，一种内部短路电池单体检测方法包括以下步骤：检测彼此电连接在第一端子与第二端子之间且正在使用的多个电池单体中的每个的电压和电流，以周期性地产生所述多个电池单体中的每个的电压值和电流值；通过使用自适应滤波器根据所述多个电池单体中的每个的电压值和电流值实时更新G参数值和H参数值，G参数值和H参数值通过使指示所述多个电池单体中的每个的当前状态的G参数和H参数数字化而获得；计算代表所述多个电池单体的G参数值的G参数代表值并且计算代表所述多个电池单体的H参数值的H参数代表值；以及基于所述多个电池单体中的每个的G参数值和H参数值、G参数代表值和H参数代表值来确定在所述多个电池单体中的每个中是否发生短路。G参数是指示所述多个电池单体中的每个的电压对电流变化的灵敏度的参数，并且H参数是指示由所述多个电池单体中的每个中的局部平衡电位分布和电阻分布确定的有效电位的参数。

有益效果

根据本公开的各种实施例的内部短路电池单体检测方法在成本、可扩展性和适应性方面与传统方法相比得到了极大的改善。特别地，因为内部短路电池单体检测方法不是基于诸如现有实验模型的估算的估算方法，而是通过使用可以直接测量的值来估算电池的内部状态，所以内部短路电池单体检测方法具有比传统方法高的准确度。另外，本公开的内部短路电池单体检测方法可以作为算法加载到数据电池管理系统(BMS)中。