[发明专利]一种锂离子电池外部短路最高温度的预测方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池外部短路最高温度的预测方法，包括：步骤S1，对电池在不同短路电阻下短路测试，获取短路电流i和短路时间t、短路温度T、短路最高温度T_max；步骤S2，以i对t进行积分，获得短路放电容量Q，计算i和Q乘积i*Q；步骤S3，绘制电池T_max与i*Q的对应关系曲线图；步骤S4，对所述对应关系曲线图拟合，获得T_max与i*Q的数学关系式；步骤S5，对于待预测短路最高温度的电池，根据数学关系式获得短路最高温度。本发明公开的锂离子电池外部短路最高温度的预测方法，能够对锂离子电池短路最高温度进行预测，具有便捷性和实时性，提高了短路最高温度的获得效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池安全技术领域，特别是涉及一种锂离子电池外部短路最高温度的预测方法。

背景技术

近年来，锂离子电池在电动汽车中的应用得到了快速的发展和推广。但是，锂离子电池滥用所导致的热失控问题，成为阻碍电动汽车发展的主要问题。

短路是一种电滥用，锂离子电池短路分为两种，一种是内部短路，一种是外部短路；内部短路是电池内部正负极之间的搭接，外部短路是锂离子电池外部正负极输出端之间的搭接。相对于内部短路，外部短路更容易由于一些错误操作或意外事故(例如，绝缘破裂、振动导致金属支架松动或者电池涉水等)造成。外部短路会在较短的时间内产生较大电流和快速的温升，高温引起锂离子电池内部产生放热的链锁反应(SEI膜的分解、再生反应)，同时，三元正极材料高温结构的不稳定性(例如产生氧气)加剧热失控的风险和热失控的剧烈程度。

温度是诱导锂离子电池热失控的关键因素，但是，锂离子电池由于容量差异，不同短路电阻造成的短路电流和短路持续时间不同，电池所处的电荷态(SOC)不同等因素，导致所产生的最高温度各不相同。如果仅凭借测试手段获取各种情况下的最高温度，将会产生测试资源和测试时间消耗，因此建立一种共性的方法，来高效地获取锂离子电池短路的最高温度是十分必要的。

关于锂离子电池短路温度的计算方法，目前通常是通过仿真的方法，来实现对锂离子电池短路温度的预测，但是模拟仿真的特点是计算量较大，建模需要的数据参数较多，多用于电池的设计和数据分析，难以实现高效性和实时性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂离子电池外部短路最高温度的预测方法。

为此，本发明提供了一种锂离子电池外部短路最高温度的预测方法，其包括以下步骤：

步骤S1，分别对锂离子电池在多个不同的短路电阻下进行短路测试，在短路测试过程中实时获取锂离子电池的短路电流i和短路时间t，并且实时采集锂离子电池的短路温度T，进而确定锂离子电池以不同短路电阻进行短路测试时分别具有的短路最高温度T_max；

步骤S2，对于以不同短路电阻进行短路测试时对应获得的短路电流i和短路时间t，分别以短路电流i对短路时间t进行积分，计算获得锂离子电池以不同短路电阻进行短路测试时，分别具有的短路放电容量Q，并同时计算短路电流i和短路放电容量Q的乘积i*Q；

步骤S3，以短路电流和短路放电容量乘积i*Q为横坐标，以锂离子电池在不同的短路电阻进行短路测试时具有的短路最高温度T_max为纵坐标，在一个图中绘制获得锂离子电池的短路最高温度与所述短路电流和放电容量的乘积i*Q之间的对应关系曲线图；

步骤S4，对所述对应关系曲线图进行拟合，获得短路最高温度T_max与短路电流和短路放电容量乘积i*Q之间的数学关系式；

步骤S5，对于任意一个待预测短路最高温度的锂离子电池，根据步骤S4获得的数学关系式，以及该锂离子电池在实际短路过程中具有的短路电流和短路时间，计算获得该锂离子电池的短路最高温度；