一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，用于檢測(cè)電動(dòng)汽車中動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)，所述方法包括下列步驟：判斷動(dòng)力電池是否滿足負(fù)荷平衡的操作條件，若是則進(jìn)入下一步，若否則返回繼續(xù)判斷；對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，并記錄動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)；根據(jù)動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)，計(jì)算動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v；根據(jù)動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v，計(jì)算動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε；根據(jù)動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε，判斷動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)具有不受外部參數(shù)影響、可以檢測(cè)到緩慢的內(nèi)部短路以及無需破壞電池結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。

Method for detecting internal short-circuit of battery based on load balance

The invention relates to a battery internal short-circuit detection method based on the load balance, for internal short-circuit state detection power battery electric vehicle, the method includes the following steps: judging whether the battery to satisfy the load balancing of the operating conditions, if you go to the next step, if otherwise return to judgment; load balancing operation of power battery and power battery parameters of load balance record; according to the parameters of the load balance of power battery, V battery load balancing speed calculation; load balance according to the speed of the V power battery, power battery internal short-circuit state calculation of the assessed value of epsilon; according to the internal short-circuit state of power battery to assess the value of epsilon, determine the internal short-circuit state power battery. Compared with the prior art, the invention has the advantages of no external parameter influence, slow internal short-circuit detection, and no need to damage the battery structure.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法
本專利技術(shù)涉及汽車電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
動(dòng)力電池由于使用和制造工藝上的問題，通常都會(huì)緩慢發(fā)展一種“內(nèi)部短路”。內(nèi)部短路的情況表現(xiàn)在，雖然電池已經(jīng)斷開，但是內(nèi)部有局部或者全局的回路。這種回路會(huì)導(dǎo)致電流的內(nèi)部流通，進(jìn)而消耗電池能量，并產(chǎn)生熱量。在極端的情況下，電池溫度會(huì)極劇升高，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。行業(yè)上已有的決定電池內(nèi)部短路的方法大致有兩個(gè)：第一，通過電池?cái)嚅_后，電池的電荷容量的變化，大致推斷漏電流的量級(jí)。這個(gè)辦法的缺點(diǎn)是，不能有效地考慮電池內(nèi)部本身的電阻變化，并且及其容易被外部溫度的變化和電池電荷容量程度所影響。另一個(gè)辦法是在電池充電時(shí)跟蹤電池端口電壓的突變。這種方法可以在一定程度上發(fā)現(xiàn)局部短路的情況，但不能跟蹤緩慢的內(nèi)部短路情況，并且只能在充電時(shí)有用。專利US20140266229對(duì)每個(gè)電池單元附加一個(gè)外部電壓，能后通過(外部附加的)電流測(cè)量，判斷是不是有內(nèi)部短路。然而這個(gè)方法需要將動(dòng)力電池包拆開，并且從外部對(duì)電池包施加電壓，既不方便操作，也容易對(duì)動(dòng)力電池造成損壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)上述問題提供一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，用于檢測(cè)電動(dòng)汽車中動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)，所述方法包括下列步驟：1)判斷動(dòng)力電池是否滿足負(fù)荷平衡的操作條件，若是則進(jìn)入步驟2)，若否則返回繼續(xù)判斷；2)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，并記錄動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)；3)根據(jù)步驟2)記錄的動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)，計(jì)算動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v；4)根據(jù)動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v，計(jì)算動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε；5)根據(jù)動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε，判斷動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)。所述負(fù)荷平衡的操作條件具體為：動(dòng)力電池溫度在溫度閾值范圍內(nèi)以及動(dòng)力電池處于滿電狀態(tài)或充電開始狀態(tài)。所述負(fù)荷平衡參數(shù)包括動(dòng)力電池的初始荷電狀態(tài)SOC(i)start、終止荷電狀態(tài)SOC(i)end和負(fù)荷平衡操作時(shí)間Tcal2。所述步驟2)具體為：21)動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間Tcal1；22)讀取動(dòng)力電池的端口電壓，并根據(jù)動(dòng)力電池的端口電壓得到與其對(duì)應(yīng)的初始荷電狀態(tài)SOC(i)start；23)動(dòng)力電池接入高壓回路，負(fù)荷平衡電阻開關(guān)閉合至負(fù)荷平衡操作時(shí)間Tcal2；24)負(fù)荷平衡電阻開關(guān)斷開，動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間Tcal1；25)讀取動(dòng)力電池的端口電壓，并根據(jù)動(dòng)力電池的端口電壓得到與其對(duì)應(yīng)的終止荷電狀態(tài)SOC(i)end。所述動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v具體為：其中，SOC(i)start為初始荷電狀態(tài)，SOC(i)end為終止荷電狀態(tài)，Tcal2為負(fù)荷平衡操作時(shí)間，Q(i)為電池容量。所述動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε具體為：其中，v0為動(dòng)力電池壽命開始時(shí)的負(fù)荷平衡速度。所述步驟5)具體為：51)判斷內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε是否大于2，若是則表明動(dòng)力電池短路電阻過小，動(dòng)力電池處于危險(xiǎn)狀態(tài)，若否則進(jìn)入步驟52)；52)判斷內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε是否大于1.5，若是則表明動(dòng)力電池處于有限功能狀態(tài)，若否則進(jìn)入步驟52)；53)判斷內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε是否大于1.2，若是則表明動(dòng)力電池處于預(yù)警狀態(tài)，若否則表明動(dòng)力電池仍未進(jìn)入短路狀態(tài)的預(yù)警線，返回步驟51)。所述動(dòng)力電池處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，動(dòng)力電池的電池管理系統(tǒng)將自動(dòng)斷開高壓回路并通過電路進(jìn)行快速放電。所述基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法還包括：根據(jù)計(jì)算得到的動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v，繪制電池壽命-負(fù)荷平衡速度曲線圖，用以對(duì)電池內(nèi)部短路狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：(1)本方法通過對(duì)電池進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，可以有效地跟蹤電池內(nèi)部短路的變化趨勢(shì)，同時(shí)這種方法可以排除電池溫度和電池電荷容量的影響，因此得到的估計(jì)比較精確。(2)由于動(dòng)力電池中本身便設(shè)有負(fù)荷平衡電阻，動(dòng)力電池本身就會(huì)進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，因此本方法無需對(duì)動(dòng)力電池施加外部電壓，也無需破壞動(dòng)力電池的原本結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)便的同時(shí)也不會(huì)對(duì)動(dòng)力電池造成損害。(3)在進(jìn)行動(dòng)力電池負(fù)荷平衡的操作時(shí)，確保動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間，可以確保電池的溫度和環(huán)境溫度處于指定范圍內(nèi)，使得根據(jù)端口電壓得到的荷電狀態(tài)是可靠的。(4)在動(dòng)力電池處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，電池管理系統(tǒng)將自動(dòng)斷開高壓回路并通過電路進(jìn)行快速放電，保證了動(dòng)力電池的安全性。(5)繪制了電池壽命-負(fù)荷平衡速度曲線圖，對(duì)電池內(nèi)部短路狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以大致估算出電池內(nèi)部短路的發(fā)生時(shí)間，從而可以在預(yù)估時(shí)間進(jìn)行負(fù)荷平衡，對(duì)電池內(nèi)部短路進(jìn)行檢測(cè)。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的方法流程圖；圖2為電池負(fù)荷平衡的電路示意圖；圖3為本實(shí)施例中得到的電池壽命-負(fù)荷平衡速度曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖2所示為電池負(fù)荷平衡的電路示意圖，依據(jù)電池負(fù)荷平衡電路的操作，可以在每次電池平衡時(shí)記錄相應(yīng)電池單元的電量平衡速度。一旦電池單元內(nèi)部短路持續(xù)發(fā)生，電池的漏電會(huì)越來越快。基于電池負(fù)荷平衡電路的控制，在有的情況下適當(dāng)調(diào)較負(fù)荷平衡的標(biāo)定值，電池管理系統(tǒng)可以周期性地跟蹤電池內(nèi)部短路的發(fā)展，進(jìn)而采取措施防止更危險(xiǎn)的情況發(fā)生。因此通過電池負(fù)荷平衡速度，能夠有效地跟蹤電池內(nèi)部短路的變化趨勢(shì)，并且得到的估計(jì)比較精確，不受電池溫度和電池電荷容量的影響。依據(jù)上述原理，如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，用于檢測(cè)電動(dòng)汽車中動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)，包括下列步驟：1)判斷動(dòng)力電池是否滿足負(fù)荷平衡的操作條件，若是則進(jìn)入步驟2)，若否則返回繼續(xù)判斷；2)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，并記錄動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)：21)動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間Tcal1；22)讀取動(dòng)力電池的端口電壓，并根據(jù)動(dòng)力電池的端口電壓得到與其對(duì)應(yīng)的初始荷電狀態(tài)SOC(i)start；23)動(dòng)力電池接入高壓回路，負(fù)荷平衡電阻開關(guān)閉合至負(fù)荷平衡操作時(shí)間Tcal2；24)負(fù)荷平衡電阻開關(guān)斷開，動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間Tcal1；25)讀取動(dòng)力電池的端口電壓，并根據(jù)動(dòng)力電池的端口電壓得到與其對(duì)應(yīng)的終止荷電狀態(tài)SOC(i)end；3)根據(jù)步驟2)記錄的動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)，計(jì)算動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v：其中，SOC(i)start為初始荷電狀態(tài)，SOC(i)end為終止荷電狀態(tài)，Tcal2為負(fù)荷平衡操作時(shí)間，Q(i)為電池容量；4)根據(jù)動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v，計(jì)算動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε：其中，v0為動(dòng)力電池壽命開始時(shí)的負(fù)荷平衡速度；5)根據(jù)動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε，判斷動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)：51)判斷內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε是否大于2，若是則表明動(dòng)力電池短路電阻過小，動(dòng)力電池處于危險(xiǎn)狀態(tài)，若否則進(jìn)入步驟52)；52)判斷內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε是否大于1.5，若是則表明動(dòng)力電池處于有限功能狀態(tài)，若否則進(jìn)入步驟52)；53)判斷內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε是否大于1.2，若是則表明動(dòng)力電池處于預(yù)警狀態(tài)，若否則表明動(dòng)力電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，用于檢測(cè)電動(dòng)汽車中動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)，其特征在于，所述方法包括下列步驟：1)判斷動(dòng)力電池是否滿足負(fù)荷平衡的操作條件，若是則進(jìn)入步驟2)，若否則返回繼續(xù)判斷；2)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，并記錄動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)；3)根據(jù)步驟2)記錄的動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)，計(jì)算動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v；4)根據(jù)動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v，計(jì)算動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε；5)根據(jù)動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε，判斷動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，用于檢測(cè)電動(dòng)汽車中動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)，其特征在于，所述方法包括下列步驟：1)判斷動(dòng)力電池是否滿足負(fù)荷平衡的操作條件，若是則進(jìn)入步驟2)，若否則返回繼續(xù)判斷；2)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行負(fù)荷平衡操作，并記錄動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)；3)根據(jù)步驟2)記錄的動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡參數(shù)，計(jì)算動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v；4)根據(jù)動(dòng)力電池的負(fù)荷平衡速度v，計(jì)算動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε；5)根據(jù)動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)評(píng)估值ε，判斷動(dòng)力電池的內(nèi)部短路狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，其特征在于，所述負(fù)荷平衡的操作條件具體為：動(dòng)力電池溫度在溫度閾值范圍內(nèi)以及動(dòng)力電池處于滿電狀態(tài)或充電開始狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，其特征在于，所述負(fù)荷平衡參數(shù)包括動(dòng)力電池的初始荷電狀態(tài)SOC(i)start、終止荷電狀態(tài)SOC(i)end和負(fù)荷平衡操作時(shí)間Tcal2。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于負(fù)荷平衡的電池內(nèi)部短路檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2)具體為：21)動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間Tcal1；22)讀取動(dòng)力電池的端口電壓，并根據(jù)動(dòng)力電池的端口電壓得到與其對(duì)應(yīng)的初始荷電狀態(tài)SOC(i)start；23)動(dòng)力電池接入高壓回路，負(fù)荷平衡電阻開關(guān)閉合至負(fù)荷平衡操作時(shí)間Tcal2；24)負(fù)荷平衡電阻開關(guān)斷開，動(dòng)力電池脫離高壓回路至規(guī)定時(shí)間Tcal1；25)讀取動(dòng)力電池的端口電壓，并根據(jù)動(dòng)力電池的端口電壓得到與其對(duì)應(yīng)的終止荷電狀態(tài)SOC(i)end。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李勇華，張志偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海思致汽車工程技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31