锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法，该方法包括：对锂电池内部视电阻率进行测试，获取锂离子动力电池内部视电阻率分布；根据锂电池内部视电阻率分布确定内部温度场，并跟踪高温异变区域；获取锂电池内部不同温度下隔膜伸缩量的变化，确定内部温度与隔膜伸缩量关系；确定隔膜伸缩量，并通过隔膜伸缩量评判动力锂电池内部性能状态；对隔膜损伤定位及形变程度预测。本发明专利技术从锂离子动力电池内部视电阻率变化推导出内部隔膜的损伤状态，实现了针对高温环境下锂离子电池内部隔膜结构的热损失定位及形变程度预测，突破了传统电池使用安全监测方式的技术瓶颈，对锂离子动力电池寿命预测、负载控制，新能源等领域研究具有指导作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子动力电池内部状态监测
，尤其涉及一种锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法。
技术介绍
随着经济繁荣和生活水平的提高，人们对汽车的需求越来越多，节能减排和绿色环保也开始受到人们的关注和重视。大量汽车排放的废气和噪声给环境造成了很大的污染，导致空气质量变差，汽车尾气排放标准不断升级，全球对环境保护的呼声日益高涨。同时，国际原油价格持续上涨引发了能源危机。在环境污染和能源危机愈演愈烈的时代背景下，可替代的新能源汽车脱颖而出，成为了汽车产业未来的发展方向，全球各大知名汽车企业都投入大量资源进行新能源汽车的技术研发和产业化发展。其中，电动汽车成为了世界公认的21世纪汽车工业改造和发展的主要方向。与此同时，人们对电动汽车的性能提出了更高要求，然而受电池技术的限制，短时间内难以取得突破性发展。因此，急需对电动车的动力电池进行重点研究突破，促进电动汽车行业的快速发展。目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的发展和应用，其中电池是引发电动汽车安全事故的一个最大诱因。锂离子动力电池在动力汽车领域具有很大的市场，锂离子动力电池一般由正负电极、电解液和隔膜组成，其中隔膜一般采用聚烯烃多孔膜，其作用是将电池正负极隔开，防止两极短路。一旦电池短路，电池内电解液温度、内部气压均将升高，若气压值超过电池盖帽耐压值，电池将漏液，如果安全阀失效，甚至会引起爆炸。由于隔膜为聚烯烃多孔膜，容易发生热氧老化，释放气体，一旦气体聚集则会造成电池内压过大或者遭遇静电等火花从而引起其他更大伤害如爆炸等。电动汽车用锂离子动力电池都是成组使用，电池单体爆炸将会造成连锁反应，直接危害人员生命和财产安全。因此，研究针对汽车锂离子动力电池内部隔膜安全的检测方法是亟待解决的问题。国内(专利技术专利)号CN202582526U的“电池隔膜的检测装置”公开了一种电池隔膜的检测装置，用于检测电池隔膜表面是否平整。该装置包括吸风单元，设置于电池隔膜的一侧，对该电池隔膜表面产生吸附力；检测单元，对应于该吸风单元设置于该电池隔膜的一侧，用于检测该电池隔膜至该检测单元的垂直距离；判断单元，通过将检测单元所测的数据与基准值进行比较，判断该电池隔膜表面是否平整。该专利未涉及动力电池内部隔膜健康状态检测。国内(专利技术专利)号CN202471632U的“电池隔膜闭孔温度和破膜温度的检测装置”公开了一种电池隔膜闭孔温度和破膜温度的检测装置，该装置包括两个内嵌加热棒的热台，所述的每个热台内表面依次贴合有镍箔层和聚四氟乙烯片，所述的聚四氟乙烯片的中部开有放置隔膜的窗口。隔膜浸渍电解液后，与外界装置相连后构成一个简单的回路，通过测定隔膜内阻随温度的变化来测定两个温度点。该专利只检测了两个温度，未涉及动力电池内部隔膜变化检测。国内(专利技术专利)号CN101576607的“镍氢电池隔膜湿电阻检测方法和装置”公开了一种电池隔膜湿电阻检测方法和装置。模拟电池隔膜材料处于电池结构中在挤压受力状态下，并浸入电解液中进行电池隔膜湿电阻的检测方法。检测装置由下电极支承体、导流浅沟槽、多孔下电极板、多孔上电极板、导流浅沟槽、上电极支承体、施压砝码和汽缸构成夹持样品隔膜的检测平台。在下电极支承体上设有环型储液槽，由此处注入电解液，浸湿隔膜进行湿电阻测量。该专利未涉及动力电池内部隔膜健康状态检测。国内(专利技术专利)号CN203396878U的“一种锂电池隔膜微短路检测仪”公开了一种锂电池隔膜微短路检测仪，电机的轴固定于设有竖向导轨的底座上，并与丝杠连接，丝母套设在所述丝杠上，悬臂与所述丝母连接，此悬臂的一端设有与所述导轨相滑配的滑块，所述悬臂的另一端设有刺针套，此刺针固定在所述刺针套内，此刺针的上端与设在刺针套中的加热器连接，此刺针的下端与设在底座上的凸台孔相对，所述加热器与电源连接，刺针套内设有温度传感器，此温度传感器与设在加热电路上的温控器连接。该专利未涉及动力电池内部隔膜健康状态检测。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：一种锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法，该方法包括：对锂电池内部视电阻率进行测试，获取锂离子动力电池内部视电阻率分布；根据锂电池内部视电阻率分布确定内部温度场，并跟踪高温异变区域；获取锂电池内部不同温度下隔膜伸缩量的变化，确定内部温度与隔膜伸缩量关系；确定隔膜伸缩量，并通过隔膜伸缩量评判动力锂电池内部性能状态；对隔膜损伤定位及形变程度预测。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：该方法能够对锂离子动力电池局部温度异常引发的隔膜损伤进行在线监测，特别是针对动力电池组局部单体电池短路或者局部区域损伤而产生的异常高温有很好识别效果。集成在车载设备中，可以实时在线监控动力电池组运行过程中的电池的安全情况，主动识别高温危险信号并发出预警。同时，结合该方法突破传统检测方式的技术瓶颈，对评判动力锂电池内部性能状态具有优势，还可以为动力电池组寿命预测、负载控制等提供依据。附图说明图1是基于电阻层析成像技术的动力电池隔膜安全检测方法流程图；图2是高温隔膜伸缩量变化示意图；图3是ERT三维柔性传感器结构图；图4是电极测量原理原理图；图5是基于电阻层析成像(ERT)中的视电阻率测量系统平台示意图；图6是基于电阻层析成像技术的动力电池隔膜安全检测方法应用图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。如图1所示，为锂离子动力电池内部隔膜安全在线检测方法流程图，该方法包括：步骤101建立锂电池模型。步骤102对锂电池内部视电阻率进行测试，获取锂离子动力电池内部视电阻率分布。步骤103获取锂电池内部温度与内部视电阻率关系。上述步骤101-103的实现过程中，将ERT传感器贴在动力电池表面，通过给电池表面电极阵列提供激励，采集相应电极上的不均匀电学信号，对其进行放大滤波及进一步处理获取被测介质内部电阻率的不均匀分布，最终转换为相应的温度场数据，可以获取动力电池组内部不同区域在不同内部温度时刻对应的视电阻率值，从而得到锂电池内部温度与内部视电阻率关系曲线。那么，在实际动力电池组充放电等工作过程中，就能对其内部温度进行实时动态监测，获取电池组不同区域温度分布情况。...

【技术保护点】
锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法，其特征在于，所述方法包括：对锂电池内部视电阻率进行测试，获取锂离子动力电池内部视电阻率分布；根据锂电池内部视电阻率分布确定内部温度场，并跟踪高温异变区域；获取锂电池内部不同温度下隔膜伸缩量的变化，确定内部温度与隔膜伸缩量关系；确定隔膜伸缩量，并通过隔膜伸缩量评判动力锂电池内部性能状态；对隔膜损伤定位及形变程度预测。

【技术特征摘要】
1.锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法，其特征在于，所述方法包括：
对锂电池内部视电阻率进行测试，获取锂离子动力电池内部视电阻率分
布；
根据锂电池内部视电阻率分布确定内部温度场，并跟踪高温异变区域；
获取锂电池内部不同温度下隔膜伸缩量的变化，确定内部温度与隔膜伸
缩量关系；
确定隔膜伸缩量，并通过隔膜伸缩量评判动力锂电池内部性能状态；
对隔膜损伤定位及形变程度预测。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池内部隔膜安全监测方法，其特
征在于，所述锂离子动力电池内部视电阻率分布是通过基于电阻层析成像中
的视电阻率测量技术获取，且测量过程中采用基于高可靠性柔性线路板FPC
和电极阵列结合设计的ERT三维柔性传感器。
3.根据权利要求2所述的锂离子动...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪晓斌，谢烁熳，李年智，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44