一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的内部短路状态，所述方法包括下列步骤：判断动力电池是否满足负荷平衡的操作条件，若是则进入下一步，若否则返回继续判断；对动力电池进行负荷平衡操作，并记录动力电池的负荷平衡参数；根据动力电池的负荷平衡参数，计算动力电池的负荷平衡速度v；根据动力电池的负荷平衡速度v，计算动力电池的内部短路状态评估值ε；根据动力电池的内部短路状态评估值ε，判断动力电池的内部短路状态。与现有技术相比，本发明专利技术具有不受外部参数影响、可以检测到缓慢的内部短路以及无需破坏电池结构等优点。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法
本专利技术涉及汽车电池领域，尤其是涉及一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法。
技术介绍
动力电池由于使用和制造工艺上的问题，通常都会缓慢发展一种“内部短路”。内部短路的情况表现在，虽然电池已经断开，但是内部有局部或者全局的回路。这种回路会导致电流的内部流通，进而消耗电池能量，并产生热量。在极端的情况下，电池温度会极剧升高，导致安全事故的发生。行业上已有的决定电池内部短路的方法大致有两个：第一，通过电池断开后，电池的电荷容量的变化，大致推断漏电流的量级。这个办法的缺点是，不能有效地考虑电池内部本身的电阻变化，并且及其容易被外部温度的变化和电池电荷容量程度所影响。另一个办法是在电池充电时跟踪电池端口电压的突变。这种方法可以在一定程度上发现局部短路的情况，但不能跟踪缓慢的内部短路情况，并且只能在充电时有用。专利US20140266229对每个电池单元附加一个外部电压，能后通过(外部附加的)电流测量，判断是不是有内部短路。然而这个方法需要将动力电池包拆开，并且从外部对电池包施加电压，既不方便操作，也容易对动力电池造成损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的内部短路状态，所述方法包括下列步骤：1)判断动力电池是否满足负荷平衡的操作条件，若是则进入步骤2)，若否则返回继续判断；2)对动力电池进行负荷平衡操作，并记录动力电池的负荷平衡参数；3)根据步骤2)记录的动力电池的负荷平衡参数，计算动力电池的负荷平衡速度v；4)根据动力电池的负荷平衡速度v，计算动力电池的内部短路状态评估值ε；5)根据动力电池的内部短路状态评估值ε，判断动力电池的内部短路状态。所述负荷平衡的操作条件具体为：动力电池温度在温度阈值范围内以及动力电池处于满电状态或充电开始状态。所述负荷平衡参数包括动力电池的初始荷电状态SOC(i)start、终止荷电状态SOC(i)end和负荷平衡操作时间Tcal2。所述步骤2)具体为：21)动力电池脱离高压回路至规定时间Tcal1；22)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的初始荷电状态SOC(i)start；23)动力电池接入高压回路，负荷平衡电阻开关闭合至负荷平衡操作时间Tcal2；24)负荷平衡电阻开关断开，动力电池脱离高压回路至规定时间Tcal1；25)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的终止荷电状态SOC(i)end。所述动力电池的负荷平衡速度v具体为：其中，SOC(i)start为初始荷电状态，SOC(i)end为终止荷电状态，Tcal2为负荷平衡操作时间，Q(i)为电池容量。所述动力电池的内部短路状态评估值ε具体为：其中，v0为动力电池寿命开始时的负荷平衡速度。所述步骤5)具体为：51)判断内部短路状态评估值ε是否大于2，若是则表明动力电池短路电阻过小，动力电池处于危险状态，若否则进入步骤52)；52)判断内部短路状态评估值ε是否大于1.5，若是则表明动力电池处于有限功能状态，若否则进入步骤52)；53)判断内部短路状态评估值ε是否大于1.2，若是则表明动力电池处于预警状态，若否则表明动力电池仍未进入短路状态的预警线，返回步骤51)。所述动力电池处于危险状态时，动力电池的电池管理系统将自动断开高压回路并通过电路进行快速放电。所述基于负荷平衡的电池内部短路检测方法还包括：根据计算得到的动力电池的负荷平衡速度v，绘制电池寿命-负荷平衡速度曲线图，用以对电池内部短路状态进行预测。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本方法通过对电池进行负荷平衡操作，可以有效地跟踪电池内部短路的变化趋势，同时这种方法可以排除电池温度和电池电荷容量的影响，因此得到的估计比较精确。(2)由于动力电池中本身便设有负荷平衡电阻，动力电池本身就会进行负荷平衡操作，因此本方法无需对动力电池施加外部电压，也无需破坏动力电池的原本结构，操作简便的同时也不会对动力电池造成损害。(3)在进行动力电池负荷平衡的操作时，确保动力电池脱离高压回路至规定时间，可以确保电池的温度和环境温度处于指定范围内，使得根据端口电压得到的荷电状态是可靠的。(4)在动力电池处于危险状态时，电池管理系统将自动断开高压回路并通过电路进行快速放电，保证了动力电池的安全性。(5)绘制了电池寿命-负荷平衡速度曲线图，对电池内部短路状态进行预测，可以大致估算出电池内部短路的发生时间，从而可以在预估时间进行负荷平衡，对电池内部短路进行检测。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为电池负荷平衡的电路示意图；图3为本实施例中得到的电池寿命-负荷平衡速度曲线图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图2所示为电池负荷平衡的电路示意图，依据电池负荷平衡电路的操作，可以在每次电池平衡时记录相应电池单元的电量平衡速度。一旦电池单元内部短路持续发生，电池的漏电会越来越快。基于电池负荷平衡电路的控制，在有的情况下适当调较负荷平衡的标定值，电池管理系统可以周期性地跟踪电池内部短路的发展，进而采取措施防止更危险的情况发生。因此通过电池负荷平衡速度，能够有效地跟踪电池内部短路的变化趋势，并且得到的估计比较精确，不受电池温度和电池电荷容量的影响。依据上述原理，如图1所示，本实施例提供了一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的内部短路状态，包括下列步骤：1)判断动力电池是否满足负荷平衡的操作条件，若是则进入步骤2)，若否则返回继续判断；2)对动力电池进行负荷平衡操作，并记录动力电池的负荷平衡参数：21)动力电池脱离高压回路至规定时间Tcal1；22)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的初始荷电状态SOC(i)start；23)动力电池接入高压回路，负荷平衡电阻开关闭合至负荷平衡操作时间Tcal2；24)负荷平衡电阻开关断开，动力电池脱离高压回路至规定时间Tcal1；25)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的终止荷电状态SOC(i)end；3)根据步骤2)记录的动力电池的负荷平衡参数，计算动力电池的负荷平衡速度v：其中，SOC(i)start为初始荷电状态，SOC(i)end为终止荷电状态，Tcal2为负荷平衡操作时间，Q(i)为电池容量；4)根据动力电池的负荷平衡速度v，计算动力电池的内部短路状态评估值ε：其中，v0为动力电池寿命开始时的负荷平衡速度；5)根据动力电池的内部短路状态评估值ε，判断动力电池的内部短路状态：51)判断内部短路状态评估值ε是否大于2，若是则表明动力电池短路电阻过小，动力电池处于危险状态，若否则进入步骤52)；52)判断内部短路状态评估值ε是否大于1.5，若是则表明动力电池处于有限功能状态，若否则进入步骤52)；53)判断内部短路状态评估值ε是否大于1.2，若是则表明动力电池处于预警状态，若否则表明动力电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的内部短路状态，其特征在于，所述方法包括下列步骤：1)判断动力电池是否满足负荷平衡的操作条件，若是则进入步骤2)，若否则返回继续判断；2)对动力电池进行负荷平衡操作，并记录动力电池的负荷平衡参数；3)根据步骤2)记录的动力电池的负荷平衡参数，计算动力电池的负荷平衡速度v；4)根据动力电池的负荷平衡速度v，计算动力电池的内部短路状态评估值ε；5)根据动力电池的内部短路状态评估值ε，判断动力电池的内部短路状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的内部短路状态，其特征在于，所述方法包括下列步骤：1)判断动力电池是否满足负荷平衡的操作条件，若是则进入步骤2)，若否则返回继续判断；2)对动力电池进行负荷平衡操作，并记录动力电池的负荷平衡参数；3)根据步骤2)记录的动力电池的负荷平衡参数，计算动力电池的负荷平衡速度v；4)根据动力电池的负荷平衡速度v，计算动力电池的内部短路状态评估值ε；5)根据动力电池的内部短路状态评估值ε，判断动力电池的内部短路状态。2.根据权利要求1所述的基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，其特征在于，所述负荷平衡的操作条件具体为：动力电池温度在温度阈值范围内以及动力电池处于满电状态或充电开始状态。3.根据权利要求1所述的基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，其特征在于，所述负荷平衡参数包括动力电池的初始荷电状态SOC(i)start、终止荷电状态SOC(i)end和负荷平衡操作时间Tcal2。4.根据权利要求2所述的基于负荷平衡的电池内部短路检测方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：21)动力电池脱离高压回路至规定时间Tcal1；22)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的初始荷电状态SOC(i)start；23)动力电池接入高压回路，负荷平衡电阻开关闭合至负荷平衡操作时间Tcal2；24)负荷平衡电阻开关断开，动力电池脱离高压回路至规定时间Tcal1；25)读取动力电池的端口电压，并根据动力电池的端口电压得到与其对应的终止荷电状态SOC(i)end。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇华，张志伟，
申请(专利权)人：上海思致汽车工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31