[发明专利]一种电池系统电芯内短路识别方法和装置

说明书

本发明属于新能源电动汽车电芯领域，具体涉及一种电池系统电芯内短路识别方法和装置，通过建立电池系统中单体电芯充放电一致性模型，直观、精准反映短路电芯在充放电过程中的电压规律。本发明通过短路电芯的充放电电压规律，关联行车、充电数据锁定离群电芯，这种算法工况比较容易选取，且分析维度广，准确率高，且关联电池系统一致性，建立一致性上升幅度指标，进一步提升算法准确率，提前识别内短路电芯，助力售后快速制定维修方案，提高售后服务效率、降低服务成本；避免客户车辆抛锚，保证车辆安全。

技术领域

本发明属于新能源电动汽车电芯技术领域，具体涉及一种电池系统电芯内短路识别方法和装置。

背景技术

锂离子电池内短路是指由于隔膜失效而导致正负极直接接触的电芯内部失效现象。在车载动力电池中，电芯内短路主要由以下原因导致：①机械滥用、碰撞、挤压等外界因素导致电池包变形、隔膜破损，导致正负极直接接触；②热滥用：电池管理系统失效、热管理系统失效、在高温下充放电等导致高温下隔膜收缩的正负极直接接触；③电滥用：在低温下充电、高soc下大倍率充电等容易发生析锂反应，锂枝晶生长会存在刺穿隔膜的风险，导致正负极直接接触；④电芯在制备过程中引入杂质，极片上的颗粒或微量金属残渣、隔膜上的微小缺陷、电芯在组装过程中引入的粉尘等，都会造成电芯内短路。前三种情况引发的短路点较大、产热较高，可直接引发热失控。第四种内短路则是缓慢发生、热量较少、不会立即触发热失控，在目前的市场调研中，第四种内短路故障发生率远远大于前三种，这种内短路导致电芯自放电异常，电池系统一致性变差，造成电池寿命衰减、可用里程缩短、频繁欠压报警、车辆抛锚，严重影响客户的行车体验。目前，由电芯内短路导致的电池可靠性问题已经成为影响新能源汽车销量、影响客户满意度的一大难题。

提前识别电芯内短路问题可有效解决电池系统一致性变差，电池寿命衰减、可用里程缩短、频繁欠压报警、车辆抛锚等问题。目前行业内存在一些电芯一致性差预警方法，关键点主要围绕以下几个方面：①设置压差阈值，当单体电芯间的压差超过设置阈值时，判定为系统一致性差；②通过电池系统Δsoc判断，当Δsoc超过阈值时判定为系统一致性差；③通过车辆静置期间，电压的下降量计算，当下降量超过阈值时判定为电芯自放电异常。针对以上方法，能有效识别内短路电芯，但是误报率较高。比如：系统一致性变差原因可能为：某个电芯内阻异常、车型布置导致电芯温度分布不均匀、电芯寿命衰减、电压采样问题等；通过车辆搁置计算电芯自放电率的方法工况比较难选，因为计算电芯自放电率需要去极化完全的电压，一般车辆停放时都有较小的电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池系统电芯内短路识别方法和装置，用以解决识别内短路电芯误报率高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池系统电芯内短路识别方法，包括以下步骤：

1)分别在电池系统放电过程和充电过程中，识别出电池系统中的低压离群电芯；

2)若放电过程和充电过程中识别出的异常低压离群电芯为同一电芯，以及历史静态过程中电池系统Δsoc呈上升趋势，则所述低压离群电芯为内短路电芯；其中，电池系统Δsoc为电池系统中最高单体电压所对应的soc与最低单体电压所对应的soc之间的差值。

其有益效果为：本发明将电池系统的充放电过程关联起来对电池系统电芯是否为内短路电芯进行判断，具体判断方式为，在充电以及放电过程中分别识别出低压离群电芯，进而对比是否为同一电芯，精准识别异常低压离群电芯，进而通过判断在历史静态过程中电池系统Δsoc是否呈上升阶段，进一步确认内短路电芯，该判断方式能够反映单体电芯在电池系统中的一致性演变规律，从而提高了识别的准确率。

进一步地，电池系统放电过程中识别出的低压离群电芯需满足如下条件：放电过程中的放电电流小于放电电流阈值，放电过程中电芯号占比最高的最低电压电芯号占比大于离群电芯识别阈值且小于等于1；其中，所述电芯号占比指的是电池系统中最低单体电压所对应的电芯出现的次数占所有电芯出现次数的比值，离群电芯识别阈值小于1。