检测电池组内短路的方法及相关装置、电动车制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种检测电池组内短路的方法及相关装置、车辆，可应用于电动汽车，该方法以参考电池在两次充电过程中的电压为基准，查看目标电池的电压变化，并基于目标电池的电压变化确定目标电池是否存在内短路；或者，以目标电池在两次充电过程中的电压为基准，查看参考电池的电压变化，基于参考电池的电压变化确定目标电池是否存在内短路。本申请实施例在定性识别电池内短路的过程中，仅基于可以准确测量到的电压值，不涉及估算量的计算，可提高内短路识别的精度和准确度。

【技术实现步骤摘要】
检测电池组内短路的方法及相关装置、电动车
本申请涉及二次电池
，尤其涉及一种检测电池组(特别是电动车电池组)内短路的方及相关装置、电动车。
技术介绍
储能、电动汽车等领域对充电电池(也称为二次电池)的能量密度的要求不断提高，然而，在电池的能量密度取得进步的同时，充电电池的安全问题也越来越严峻。充电电池的安全问题主要包括过充电、过放电、内短路、过温等，其中，过温容易引发充电电池的热失控，进而造成起火、爆炸等严重事故。研究发现，导致充电电池由过温演变为热失控的主要原因是由环境过温、机械滥用、自发析锂等造成的充电电池的内部短路。其中，环境过温、机械滥用与外部因素有关；而充电电池自发内部短路具有偶然性，由充电电池在制造过程中混入的金属异物、材料缺陷或循环使用产生的锂枝晶持续生长等原因造成。例如，图1电池组内锂离子电池由于制造过程中金属异物刺穿隔膜形成内短路的示意图，其内短路电阻与金属异物大小以及短路点的数量有关，而且，短路点的持续发热使得隔膜的金属异物逐渐增大，短路电阻逐渐降低，内短路引起的锂离子电池的发热量也逐渐增大，当锂离子电池的发热量超出电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测电池组内短路的方法，其特征在于，所述方法包括：/n在对电池组第一次充电过程中测量参考电池和目标电池的电压，其中，所述参考电池在第一时刻t1的电压值为第一电压V

【技术特征摘要】
1.一种检测电池组内短路的方法，其特征在于，所述方法包括：
在对电池组第一次充电过程中测量参考电池和目标电池的电压，其中，所述参考电池在第一时刻t1的电压值为第一电压Vset1，所述目标电池在所述第一时刻t1的电压值为第二电压V2(t1)，所述电池组包括所述参考电池和所述目标电池；
在对所述电池组进行第二次充电过程中测量所述参考电池和所述目标电池的电压，其中，所述参考电池在第二时刻t2的电压值为所述第一电压Vset1，所述目标电池在所述第二时刻t2的电压值为第三电压V2(t2)；
根据所述第二电压V2(t1)和所述第三电压V2(t2)，判断所述目标电池是否存在内短路。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述目标电池是否存在内短路包括：若所述第二电压V2(t1)与所述第三电压V2(t2)之差大于第一阈值，则所述目标电池存在内短路。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一次充电过程中，所述目标电池在第三时刻t3的电压值为第四电压Vset2，所述参考电池在所述第三时刻t3的电压值为第五电压V1(t3)；在所述第二次充电过程中，所述目标电池在第四时刻t4的电压值为所述第四电压Vset2，所述参考电池在所述第四时刻t4的电压值为第六电压V1(t4)；所述方法还包括：
在第五时刻t5至第六时刻t6对所述参考电池进行均衡放电，并测量所述参考电池在均衡放电过程中的电压，所述第五时刻t5为所述第三时刻t3之后的时刻，所述第六时刻t6为第二时刻t2之前的时刻；
在对所述电池组第二次充电之后，根据所述参考电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第四时刻t4测量到的所述目标电池的电压、所述第五电压V1(t3)和所述第六电压V1(t4)计算所述目标电池的内短路电阻。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述对电池组第一次充电过程中，检测辅助电池的电压，其中，所述辅助电池在所述第一时刻t1的电压值为第七电压V3(t1)，所述辅助电池的电压高于所述目标电池的电压；
在第七时刻t7至第八时刻t8，对所述辅助电池进行均衡放电，并测量所述辅助电池在均衡放电过程中的电压，所述第七时刻t7为所述第一时刻t1之后的时刻，所述第八时刻t8为所述第二时刻t2之前的时刻；
在对所述电池组第二次充电过程中，检测所述辅助电池的电压，所述辅助电池在所述第二时刻t2的电压值为第八电压V3(t2)；
根据所述辅助电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2测量到的所述目标电池的电压、所述第七电压V3(t1)和所述第八电压V3(t2)计算所述目标电池的内短路电阻。


5.一种测量电池组内短路的方法，其特征在于，所述方法包括：
在对电池组第一次充电过程中测量参考电池和目标电池的端电压，其中，所述目标电池在第三时刻t3的电压值为第四电压Vset2，所述参考电池在所述第三时刻t3的电压值为第五电压V1(t3)，所述电池组包括所述参考电池和所述目标电池；
在对所述电池组进行第二次充电过程中测量所述参考电池和所述目标电池的电压，其中，所述目标电池在第四时刻t4的电压值为所述第四电压Vset2，所述参考电池在所述第四时刻t4的电压值为第六电压V1(t4)；
根据所述第五电压V1(t3)和所述第六电压V1(t4)，判断所述目标电池是否存在内短路。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断所述目标电池是否存在内短路包括：若所述第五电压V1(t3)与所述第六电压V1(t4)之差大于第二阈值，则所述目标电池存在内短路。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在所述第一次充电过程中，所述参考电池在所述第一时刻t1的电压值为第一电压Vset1，所述目标电池在所述第一时刻t1的电压值为第二电压V2(t1)；在所述第二次充电过程中，所述参考电池在所述第二时刻t2的电压值为所述第一电压Vset1，所述目标电池在所述第二时刻t2的电压值为所述第三电压V2(t2)；所述方法还包括：
在第五时刻t5至第六时刻t6对所述参考电池进行均衡放电，并测量所述参考电池在均衡放电过程中的电压，所述第五时刻t5为所述第三时刻t3之后的时刻，所述第六时刻t6为所述第二时刻t2之前的时刻；
在对所述电池组第二次充电之后，根据所述参考电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第四时刻t4测量到的所述目标电池的电压、所述第五电压V1(t3)和所述第六电压V1(t4)计算所述目标电池的内短路电阻。


8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述对电池组第一次充电过程中，检测辅助电池的电压，其中，所述参考电池在第一时刻t1的电压值为第一电压Vset2，所述目标电池在所述第一时刻t1的电压值为第二电压V2(t1)，所述辅助电池在所述第一时刻t1的电压值为第七电压V3(t1)，所述辅助电池的电压高于所述目标电池的电压；
在第七时刻t7至第八时刻t8，对所述辅助电池进行均衡放电，并测量所述辅助电池在均衡放电过程中的电压，所述第七时刻t7为所述第一时刻t1之后的时刻；
在对所述电池组第二次充电过程中，检测所述辅助电池的电压，其中，所述参考电池在第二时刻t2的电压值为所述第一电压Vset1，所述目标电池在所述第二时刻t2的电压值为所述第三电压V2(t2)，所述辅助电池在所述第二时刻t2的电压值为第八电压V3(t2)，所述第二时刻t2为所述第八时刻t8之后的时刻；
根据所述辅助电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2测量到的所述目标电池的电压、所述第七电压V3(t1)和所述第八电压V3(t2)计算所述目标电池的内短路电阻。


9.一种检测电池组内短路的方法，其特征在于，所述方法包括：
在对电池组第一次充电过程中测量参考电池和目标电池的电压，其中，所述参考电池在第一时刻t1的电压值为第一电压Vset1，所述目标电池在所述第一时刻t1的电压值为第二电压V2(t1)，所述目标电池在所述第三时刻t3的电压值为第四电压Vset2，所述参考电池在第三时刻t3的电压值为第五电压V1(t3)，所述电池组包括所述参考电池和所述目标电池；
在第五时刻t5至第六时刻t6，通过所述参考电池对应的均衡电路对所述参考电池进行均衡放电，并测量所述参考电池在所述第五时刻t5至所述第六时刻t6的电压，所述第五时刻t5为所述第三时刻t3之后的时刻；
在对所述电池组进行第二次充电过程中测量所述参考电池和所述目标电池的电压，其中，所述参考电池在第二时刻t2的电压值为所述第一电压Vset1，所述目标电池在所述第二时刻t2的电压值为第三电压V2(t2)，所述目标电池在第四时刻t4的电压值为第四电压Vset2，所述参考电池在所述第四时刻t2的电压值为第六电压V1(t4)；
根据所述参考电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第四时刻t4测量到的所述目标电池的电压、所述第五电压V1(t3)和所述第六电压V1(t4)计算所述目标电池的内短路电阻。


10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第四时刻t4测量到的所述目标电池的电压、所述第五电压V1(t3)和所述第六电压V1(t4)计算所述目标电池的内短路电阻，具体包括：
根据所述第五电压V1(t3)和所述第六电压V1(t4)，计算所述参考电池在所述第三时刻t1和所述第四时刻t4的电压差异；
根据所述第二电压V2(t1)和所述第三电压V2(t2)，计算所述目标电池在所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的电压差异；
计算所述参考电池的电压在所述第五时刻t5至所述第六时刻t6的积分值、所述目标电池的电压在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2的积分值、所述目标电池的电压在所述第三时刻t3至所述第四时刻t4的积分值；
根据所述参考电池在所述第三时刻t1和所述第四时刻t4的电压差异、所述目标电池在所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的电压差异、所述参考电池的电压在所述第五时刻t5至所述第六时刻t6的积分值、所述目标电池的电压在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2的积分值以及所述目标电池的电压在所述第三时刻t3至所述第四时刻t4的积分值，计算所述目标电池的内短路电阻。


11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述内短路电阻的计算公式为：



其中，ΔV1＝V1(t3)-V1(t4)，ΔV2＝V2(t1)-V2(t2)，RSC为所述内短路电阻，R1为参考电池的均衡电路中负载的阻值。


12.根据权利要求9-11任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对所述参考电池进行均衡放电过程中，测量所述电池组内电池的平均电阻；
在所述第六时刻t6停止对所述辅助电池的均衡放电，所述第六时刻t6使得所述辅助电池在所述第六时刻t6的电压与所述电池组内电池在所述第六时刻t6的平均电压的差值不大于预设阈值。


13.根据权利要求9-12任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据在所述第一次充电过程中测量到的所述电池组内每一个电池的电压，确定所述辅助电池为最大的电压值对应电池，以及确定所述目标电池为所述电池组存在内短路的任意一个电池。


14.一种检测电池组内短路的方法，其特征在于，所述方法包括：
在对电池组第一次充电过程中测量参考电池、目标电池和辅助电池的电压，其中，所述参考电池在第一时刻t1的电压值为第一电压Vset1，所述目标电池在所述第一时刻t1的电压值为第二电压V2(t1)，所述辅助电池在第一时刻t1的电压值为第七电压V3(t1)，所述电池组包括所述辅助电池、所述目标电池和所述参考电池；
在第七时刻t7至第八时刻t8，通过所述辅助电池对应的均衡电路对所述辅助电池进行均衡放电，并测量所述辅助电池在所述第七时刻t7至所述第八时刻t8的电压，所述第七时刻t7为所述第一时刻t1之后的时刻；
在对所述电池组进行第二次充电过程中测量所述参考电池、所述目标电池和所述辅助电池的电压，其中，所述参考电池在第二时刻t2的电压值为所述第一电压Vset1，所述目标电池在所述第二时刻t2的电压值为第三电压V2(t2)，所述辅助电池在所述第二时刻t2的电压值为第八电压V3(t2)；
根据所述辅助电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2测量到的所述目标电池的电压、所述第七电压V3(t1)和所述第八电压V3(t2)计算所述目标电池的内短路电阻。


15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述辅助电池在均衡放电过程中的电压、在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2量到的所述目标电池的电压、所述第七电压V3(t1)和所述第八电压V3(t2)计算所述目标电池的内短路电阻，具体包括：
根据所述第二电压V2(t1)和所述第三电压V2(t2)，计算所述目标电池在所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的电压差异；
根据所述第七电压V3(t1)和所述第八电压V3(t2)，计算所述辅助电池在所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的电压差异；
计算所述辅助电池的电压在所述第七时刻t7至所述第八时刻t8的积分值、所述目标电池的电压在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2的积分值；
根据所述目标电池在所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的电压差异、所述辅助电池在所述第一时刻t1和所述第二时刻t2的电压差异、所述辅助电池的电压在所述第七时刻t7至所述第八时刻t8的积分值和所述目标电池的电压在所述第一时刻t1至所述第二时刻t2的积分值计算所述目标电池的内短路电阻。


16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述内短路电阻的计算公式为：



其中，ΔV3＝V3(t2)-V3(t1)，ΔV2＝V2(t2)-V2(t1)，RSC为所述内短路电阻，R3为所述辅助电池的均衡电路中负载的阻值。


17.根据权利要求14-16任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对所述辅助电池进行均衡放电过程中，测量所述电池组内电池的平均电阻；
在所述第八时刻t8停止对所述辅助电池的均衡放电，所述第八时刻t8使得所述辅助电池在所述第八时刻t8...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞，蔡伟，郑路路，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44