动力电池内生电流的提取方法技术

本申请涉及一种动力电池内生电流的提取方法。所述方法通过对电池组外部负载电流I0施加一个较小的扰动ΔI0，测量并联支路电流在扰动ΔI0作用下的变化量ΔI，进而根据内生电流与负载电流I0的关系模型，将内生电流与外生电流区分开，即将动力电池发生内短路时的内生电流的提取出来。本方法有效的解决了内短路检测面临的问题，使得内短路检测方法能够更加准确地将动力电池的内短路电流检测出来。本方法有助于提高锂离子动力电池安全管理的可靠性，从而减少锂离子动力电池安全性事故的发生。

Extraction Method of Endogenous Current in Power Battery

The present application relates to a method for extracting the endogenous current of a power battery. By applying a small disturbance I0 to the external load current I0 of the battery pack, the method measures the variation of parallel branch current under the disturbance I0, and then distinguishes the internal current from the external current according to the relationship model between the internal current and the load current I0, i.e., the internal current when the power battery is short-circuited. Stream extraction. This method effectively solves the problem of short circuit detection, so that the short circuit detection method can detect the short circuit current of power battery more accurately. This method is helpful to improve the reliability of safety management of lithium-ion power batteries, thereby reducing the occurrence of safety accidents of lithium-ion power batteries.

【技术实现步骤摘要】
动力电池内生电流的提取方法
本申请涉及电池
，特别是涉及一种动力电池内生电流的提取方法。
技术介绍
在能源紧缺问题与环境污染问题的双重压力下，新能源的应用已经成为不可逆的科技发展趋势。在汽车动力系统中，锂离子动力电池因其具有高比能量、低自放电率已经长循环寿命的特点，已经成为电动汽车动力来源的主要选择之一。然而，锂离子动力电池容易发生热失控事故。锂离子电池内短路作为电滥用的触发形式的一种，是锂离子电池热失控事故中最常见的诱因之一。在锂离子动力电池使用过程中，内短路从产生到最终引发热失控需要经历数小时的时间。为了避免热失控的发生，在内短路发生与发展的这数小时内，需要使用可靠有效的内短路提取方法将内短路检测出来。传统的动力电池内生电流的提取方法在电池组一致性较差或者电池组发生老化的情况下，由于内短路引发的内生电流和外生电流会相互掩盖，干扰到内短路引发的内生电流信号的识别，从而无法准确的检测到内生内生电流。
技术实现思路
基于此，有必要针对无法准确的检测到内生电流的问题，提供一种动力电池内生电流的提取方法。一种动力电池内生电流的提取方法，包括以下步骤：S100，提供电池模组，所述电池模组包括多个等效的并联支路；S200，对所述电池模组施加外部负载电流I0，测量其中一个并联支路ab在外部负载电流I0作用下的并联支路电流Iab，所述并联支路电流Iab等于内生电流Iab内与外生电流Iab外之和；S300，对所述外部负载电流I0施加电流扰动ΔI0，测量所述并联支路ab在所述电流扰动ΔI0的作用下的电流变化量ΔIab；S400，根据所述内生电流Iab内和所述外部负载电流I0的关系模型，计算动力电池内生电流的大小。在一个实施例中，所述步骤S400中，所述内生电流Iab内和所述负载电流I0的关系模型为：在一个实施例中，在所述步骤S200之前还包括：S110，在对所述电池模组施加外部负载电流I0时，对所述电池模组中所述并联支路的电流组成进行分析，以得出任意一个所述并联支路在外部负载电流I0作用下的实际电流I有负载，所述并联支路在外部负载电流I0作用下的实际电流I有负载等于在动力电池电动势作用下产生的内生电流I1、在动力电池电动势作用下产生的均衡电流I2、在电池外部负载作用下产生的内生电流I3和在电池外部负载作用下产生的均衡电流I4之和。在一个实施例中，所述步骤S110，包括：S111，对所述电池模组进行等效，对所述电池模组根据节点电流定律列出方程式组；S112，将所述方程式组进行联立求解，选取一个所述并联支路ab，计算得出所述并联支路ab的并联支路电流Iab，满足以下公式：其中，Iab为所述并联支路中其中一个发生内短路的并联支路电流，A1，A2，B1，B2，B3，B4为常数；I0为外部负载电流；RIsCr为内短路阻值；S113，对所述步骤S112中的公式进行因式分解，得到：其中，Iab1为在动力电池电动势作用下产生的内生电流，Iab2为在动力电池电动势作用下产生的均衡电流，Iab3为在电池外部负载作用下产生的内生电流，Iab4为在电池外部负载作用下产生的均衡电流。在一个实施例中，在所述步骤S112中，当外部负载电流I0为0时，进行因式分解后，得到：为在动力电池电动势作用下产生的内生电流；为在动力电池电动势作用下产生的均衡电流。在一个实施例中，根据所述并联支路电流Iab满足的公式对所述外部负载电流进行求导，得到：得出：其中，Iab内为所述并联支路ab的内生电流。在一个实施例中，所述步骤S300中，所述电流扰动ΔI0小于所述外部负载电流I0。在一个实施例中，所述步骤S100中：所述电池模组包括N个对称环形拓扑电路构型，每一个所述对称环形拓扑电路构型包括多个动力电池，一个所述对称环形拓扑电路构型中的每一个所述动力电池的正极通过导线电连接形成第一环路，多个所述动力电池的负极通过导线电连接形成第二环路。在一个实施例中，所述步骤S100中，所述电池模组包括两个串联的所述对称环形拓扑电路构型，每一个所述对称环形拓扑电路构型中包括三个并联的动力电池。在一个实施例中，所述第一环路由一根直导线连接每一个所述动力电池的正极，所述第二环路由另一根直导线连接每一个所述动力电池的负极，每一根直导线的电阻值相等。本申请提供一种动力电池内生电流的提取方法，通过负载扰动分离内生电流和外生电流。所述方法通过对电池组外部负载电流I0施加一个较小的扰动ΔI0，测量并联支路电流在扰动ΔI0作用下的变化量ΔI，进而根据内生电流与负载电流I0的关系模型，将内生电流与外生电流区分开，即将动力电池发生内短路时的内生电流的提取出来。本方法有效的解决了内短路检测面临的问题，使得内短路检测方法能够更加准确地将动力电池的内短路电流检测出来。本方法有助于提高锂离子动力电池安全管理的可靠性，从而减少锂离子动力电池安全性事故的发生。附图说明图1为本申请一个实施例中所述动力电池内生电流的提取方法的流程示意图；图2为本申请一个实施例中所述电池模组的结构示意图；图3为本申请另一个实施例中所述对称环形拓扑电路结构的结构示意图；图4为本申请一个实施例中所述电池模组的结构示意图；图5为本申请另一个实施例中所述对称环形拓扑电路结构的结构示意图；图6为本申请一个实施例中，所述电池模组发生内短路时的等效电路图。附图标号说明：动力电池100对称环形拓扑电路结构200电池模组300具体实施方式请参阅图1，提供一种动力电池内生电流的提取方法。所述方法采用一种电池模组300，所述电池模组300的结构可以如图2或者图4所示。所述电池模组300可以包括N个对称环形拓扑电路结构200。每一个所述对称环形拓扑电路结构200包括多个动力电池100。一个所述对称环形拓扑电路结构200中的每一个所述动力电池100的正极通过导线电连接形成第一环路，多个所述动力电池100的负极通过导线电连接形成第二环路。对称环形电路拓扑结构简称SLCT，可表示为symmetricalloopcircuittopology。在SLCT中，所有并联连接的电池具有同等地位/同等优先级。通过使用并联支路双线连接的方式，在电池组中可以便捷的实现SLCT结构。在充放电和动态工况等电池组的正常工作状态下，电池组的工作电流主要从串联支路流过，并联支路中以均衡电流为主。若电流的一致性高，则均衡电流就会小。因此，在基于SLCT结构的电池组中，并联支路使用的双线可以用横截面积较小的导线制作。在一个实施例中，所述第一环路由一根直导线连接每一个所述动力电池的正极。所述第二环路由另一根直导线连接每一个所述动力电池的负极，每一根直导线的电阻值相等。本实施例中，每根直导线的电阻值相等可以精确计算发生动力电池内短路和没有发生动力电池内短路时线阻。所述动力电池100即为工具提供动力来源的电源。所述动力电池100可以是为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。所述动力电池100可以采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池。所述动力电池100可以是铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池铁镍蓄电池、钠氯化镍蓄电池、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池、空气蓄电池、燃料电池、太阳能蓄电池、超容量电容器、飞轮电池或者钠硫电池。本申请以锂电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池内生电流的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，提供电池模组，所述电池模组包括多个等效的并联支路；S200，对所述电池模组施加外部负载电流I0，测量其中一个并联支路ab在外部负载电流I0作用下的并联支路电流Iab，所述并联支路电流Iab等于内生电流Iab内与外生电流Iab外之和；S300，对所述外部负载电流I0施加电流扰动ΔI0，测量所述并联支路ab在所述电流扰动ΔI0的作用下的电流变化量ΔIab；S400，根据所述内生电流Iab内和所述外部负载电流I0的关系模型，计算动力电池内生电流的大小。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池内生电流的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，提供电池模组，所述电池模组包括多个等效的并联支路；S200，对所述电池模组施加外部负载电流I0，测量其中一个并联支路ab在外部负载电流I0作用下的并联支路电流Iab，所述并联支路电流Iab等于内生电流Iab内与外生电流Iab外之和；S300，对所述外部负载电流I0施加电流扰动ΔI0，测量所述并联支路ab在所述电流扰动ΔI0的作用下的电流变化量ΔIab；S400，根据所述内生电流Iab内和所述外部负载电流I0的关系模型，计算动力电池内生电流的大小。2.如权利要求1所述的动力电池内生电流的提取方法，其特征在于，所述步骤S400中，所述内生电流Iab内和所述负载电流I0的关系模型为：3.如权利要求1所述的动力电池内生电流的提取方法，其特征在于，在所述步骤S200之前还包括：S110，在对所述电池模组施加外部负载电流I0时，对所述电池模组中所述并联支路的电流组成进行分析，以得出任意一个所述并联支路在外部负载电流I0作用下的实际电流I有负载，所述并联支路在外部负载电流I0作用下的实际电流I有负载等于在动力电池电动势作用下产生的内生电流I1、在动力电池电动势作用下产生的均衡电流I2、在电池外部负载作用下产生的内生电流I3和在电池外部负载作用下产生的均衡电流I4之和。4.如权利要求3所述的动力电池内生电流的提取方法，其特征在于，所述步骤S110，包括：S111，对所述电池模组进行等效，对所述电池模组根据节点电流定律列出方程式组；S112，将所述方程式组进行联立求解，选取一个所述并联支路ab，计算得出所述并联支路ab的并联支路电流Iab，满足以下公式：其中，Iab为所述并联支路中其中一个发生内短路的并联支路电流，1，2，B1，B2，B3，B...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明轩，潘岳，欧阳明高，卢兰光，何向明，刘力硕，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11