动力电池内短路电流的提取方法技术

本申请涉及一种动力电池内短路电流的提取方法。本申请中，提供一种动力电池内短路电流的提取方法。所述方法包括提供包括多个等效的并联支路的电池模组。在外部负载电流等于零的Δt时间内，测量每一个所述并联支路在动力电池电动势作用下的并联支路电流和每一个所述并联支路电流的变化量。根据各个所述并联支路电流的变化量计算各个所述并联支路中在动力电池电动势作用下产生的均衡电流。通过所述并联支路的实际电流减去在动力电池电动势作用下产生的均衡电流，计算得出在动力电池电动势作用下产生的内短路电流。本方法通过在电池模组运行时的零负载时刻，消除电池模组在外部负载作用下作用下产生的内短路电流和均衡电流。

【技术实现步骤摘要】
动力电池内短路电流的提取方法
本申请涉及电池
，具体涉及一种动力电池内短路电流的提取方法。
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，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，动力电池容易发生热失控事故。动力电池内短路作为电滥用的触发形式的一种，是动力电池热失控事故中最常见的诱因之一。在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检测方法将内短路检测出来。比如，传统的内短路检测方法有通过检测并联支路的内短路电流来识别内短路。但是，在电池模组一致性较差或者电池模组发生老化的情况下，由于内短路引发的电流和由于不一致性引发的电流会相互掩盖，干扰到内短路识别信号，从而无法准确的检测到内短路电流。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对传统的方案无法准确的检测到内短路电流的问题，提供一种动力电池内短路电流的提取方法。一种动力电池内短路电流的提取方法，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，对所述并联支路施加外部负载电流I0，测量每一个所述并联支路在外部负载电流I0作用下的并联支路电流Ia1,Ia2,…,IaN,Ia(N+1)其中下标a1，a2，…aN，a(N+1)表示在N个所述并联支路中存在N+1个电流检测点，N为所述并联支路的个数，N为正整数；S300，在外部负载电流I0等于0的Δt时间内，测量每一个所述并联支路在动力电池电动势作用下的并联支路电流IA1,IA2,…,IAN,IA(N+1)和每一个所述并联支路电流的变化量ΔIA1,ΔIA2,…,ΔIAN,ΔIA(N+1)，其中下标A1，A2，…,AN，A(N+1)表示N个所述并联支路中中存在N+1个电流检测点，ΔIA1＝Ia1-IA1，ΔIA2＝Ia2-IA2，…，ΔIAN＝IaN-IAN，ΔIA1＝Ia(N+1)-IA(N+1)；S400，根据各个所述并联支路电流的变化量ΔIA1,ΔIA2,…,ΔIAN,ΔIA(N+1)计算各个所述并联支路中在动力电池电动势作用下产生的均衡电流IA12,IA22,…,IAN2,IA(N+1)2；S500，根据在动力电池电动势作用下产生的内短路电流I1等于所述并联支路的实际电流I减去在动力电池电动势作用下产生的均衡电流I2，计算得出在动力电池电动势作用下产生的内短路电流I1。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结构，每一个所述对称环形拓扑电路结构包括多个动力电池，一个所述对称环形拓扑电路结构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：在所述第一环路或者所述第二环路中设置N+1个电流表，以形成N+1个电流检测点，用于检测所述并联支路的电流。在一个实施例中，所述电池模组包括：两个串联的所述对称环形拓扑电路结构，每一个所述对称环形拓扑电路结构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，每一根直导线的电导率相等。在一个实施例中，所述步骤S400，包括：S410，根据各个所述并联支路电流在Δt时间内的变化量ΔIA1,ΔIA2,…,ΔIAN,ΔIA(N+1)和公式计算比例关系因子αA1，αA2，…αAN，αA(N+1)，其中，i表示1到N+1中的任意正整数；S420，根据所述比例关系因子αA1，αA2，…αAN，αA(N+1)计算得到比例关系因子的典型值S430，根据公式所述比例关系因子的典型值以及各个所述并联支路电流的变化量ΔIA1,ΔIA2,…,ΔIAN,ΔIA(N+1)，计算得出各个所述并联支路中在动力电池电动势作用下产生的均衡电流IA12,IA22,…,IAN2,IA(N+1)2。在一个实施例中，所述步骤S420，包括：去除所述比例关系因子αA1，αA2，…αAN，αA(N+1)中的最大值和最小值之后，通过求取剩余所述比例关系因子的中值或平均值得到所述比例关系因子的典型值在一个实施例中，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短路电流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短路电流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短路电流，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短路电流，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短路电流，为在动力电池电动势作用下产生的均衡电流。本申请中，提供一种动力电池内短路电流的提取方法。所述方法包括提供电池模组，所述电池模组包括多个等效的并联支路。在外部负载电流等于零的Δt时间内，测量每一个所述并联支路在动力电池电动势作用下的并联支路电流和每一个所述并联支路电流的变化量。根据各个所述并联支路电流的变化量计算各个所述并联支路中在动力电池电动势作用下产生的均衡电流。通过所述并联支路的实际电流减去在动力电池电动势作用下产生的均衡电流，计算得出在动力电池电动势作用下产生的内短路电流。本方法通过在电池模组运行时的零负载时刻，消除电池模组在外部负载作用下作用下产生的内短路电流和均衡电流。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锂离子动力电池的内短路检测出来。本方法有助于提高动力电池安全管理的可靠性，从而减少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短路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，所述电池模组发生内短路时的等效电路图；图5为本申请一个实施例中，在零负载状态下测得的各并联支路电流；图6为本申请一个实施例中，提取出的各并联支路中在电池电动势作用下产生的内短路电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池内短路电流的提取方法，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，对所述并联支路施加外部负载电流I0，测量每一个所述并联支路在外部负载电流I0作用下的并联支路电流Ia1，Ia2，...，IaN，Ia(N+1)其中下标a1，a2，...aN，a(N+1)表示在N个所述并联支路中存在N+1个电流检测点，N为所述并联支路的个数，N为正整数；S300，在外部负载电流I0等于0的Δt时间内，测量每一个所述并联支路在动力电池电动势作用下的并联支路电流IA1，IA2，...，IAN，IA(N+1)和每一个所述并联支路电流的变化量ΔIA1，ΔIA2，...，ΔIAN，ΔIA(N+1)，其中下标A1，A2，...，AN，A(N+1)表示N个所述并联支路中中存在N+1个电流检测点，ΔIA1＝Ia1‑IA1，ΔIA2＝Ia2‑IA2，...，ΔIAN＝IaN‑IAN，ΔIA1＝Ia(N+1)‑IA(N+1)；S400，根据各个所述并联支路电流的变化量ΔIA1，ΔIA2，...，ΔIAN，ΔIA(N+1)计算各个所述并联支路中在动力电池电动势作用下产生的均衡电流IA12，IA22，...，IAN2，IA(N+1)2；S500，根据在动力电池电动势作用下产生的内短路电流I1等于所述并联支路的实际电流I减去在动力电池电动势作用下产生的均衡电流I2，计算得出在动力电池电动势作用下产生的内短路电流I1。...

【技术特征摘要】
1.一种动力电池内短路电流的提取方法，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，对所述并联支路施加外部负载电流I0，测量每一个所述并联支路在外部负载电流I0作用下的并联支路电流Ia1，Ia2，...，IaN，Ia(N+1)其中下标a1，a2，...aN，a(N+1)表示在N个所述并联支路中存在N+1个电流检测点，N为所述并联支路的个数，N为正整数；S300，在外部负载电流I0等于0的Δt时间内，测量每一个所述并联支路在动力电池电动势作用下的并联支路电流IA1，IA2，...，IAN，IA(N+1)和每一个所述并联支路电流的变化量ΔIA1，ΔIA2，...，ΔIAN，ΔIA(N+1)，其中下标A1，A2，...，AN，A(N+1)表示N个所述并联支路中中存在N+1个电流检测点，ΔIA1＝Ia1-IA1，ΔIA2＝Ia2-IA2，...，ΔIAN＝IaN-IAN，ΔIA1＝Ia(N+1)-IA(N+1)；S400，根据各个所述并联支路电流的变化量ΔIA1，ΔIA2，...，ΔIAN，ΔIA(N+1)计算各个所述并联支路中在动力电池电动势作用下产生的均衡电流IA12，IA22，...，IAN2，IA(N+1)2；S500，根据在动力电池电动势作用下产生的内短路电流I1等于所述并联支路的实际电流I减去在动力电池电动势作用下产生的均衡电流I2，计算得出在动力电池电动势作用下产生的内短路电流I1。2.如权利要求1所述的动力电池内短路电流的提取方法，其特征在于，所述步骤S100中：所述电池模组包括N个对称环形拓扑电路结构，每一个所述对称环形拓扑电路结构包括多个动力电池，一个所述对称环形拓扑电路结构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。3.如权利要求2所述的动力电池内短路电流的提取方法，其特征在于，所述步骤S100中：在所述第一环路或者所述第二环路中设置N+1个电流表，以形成N+1个电流检测点，用于检测所述并联支路的电流。4.如权利要求2所述的动力电池内短路电流的提取方法，其特征在于，所述电池模组包括：两个串联的所述对称环形拓扑电路结构，每一个所述对称环形拓扑电路结构中包括三个并联的动力电池。5.如权利要求2所述的动力电池内短路电流的提取方法，其特征在于，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，每一根直导线的电导率相等。6.如权利要求1所述的动力电池内短路电流的提取方法，其特征在于，所述步骤S400，包...

【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，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11