一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法及系统，通过利用车辆充电动态和停车静态条件下的由于自放电导致的电容量数差异，并结合置信系数综合得到车辆充电动态和停车静态条件下的等效自放电内阻值，从而准确识别电池的内部微短路程度并进行提前预警。实施本发明专利技术，具有更高的准确性和更强的鲁棒性，能够提高动力电池的安全性。能够提高动力电池的安全性。能够提高动力电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法及系统


[0001]本专利技术涉及动力电池的微短路诊断
，尤其涉及一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]对于电动汽车等电动工具，动力电池在使用过程中的安全问题一直是重点关注的问题。在一些情形下，由于热失控导致的起火爆炸的事故，是电动汽车领域亟待解决的问题。
[0003]一般来说，热失控主要成因在于两个方面：其一是车辆机械碰撞导致的异物侵入电池包内部或者其他电池连接部件碰撞后移位，导致电池短路后产生大量热累计进而导致热失控；其二是电芯在制造过程中存在异物颗粒或者水分等控制不合格，以及使用过程中由于超出电池能力的充电导致电芯负极析锂，并且析锂慢慢生长后刺破隔膜导致电芯内部短路进而导致热失控。
[0004]对于第一种是机械碰撞导致，在现有技术中，主要依靠电池和整车结构设计去保证避免热失控；对于第二种导致的热失控，其主要成因在于电芯制造和使用过程，并且该过程是一个缓慢变化和发展的过程，并且现在也无法通过直接检测和测量的方法得到评估。在现有技术中，需要BMS通过软件算法去辨识出来和提前预警，以避免电池进入热失控的状态。但是通过热失控发生前特征点提取的方法去识别的热失控，已经是热失控发生的特征现象，热失控已经无法避免。只能提前预警乘客尽快逃出车辆，不能避免事故的发生。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，本专利技术提供一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法及系统，可以结合充电动态和停车静态条件下，准确识别电池的内部微短路程度，以提前预警，避免电池继续恶化导致热失控。
[0006]为解决上述技术问题，作为本专利技术的一方面，提供一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法，其包括如下步骤：
[0007]步骤S10、对车辆的动力电池进行充电时，在预设的采样区间内，对于所有选定的单体电池的电压进行采样；
[0008]步骤S11、根据采样结果，获得每一单体电池在所述采样区间中所充入的本次充电容量；
[0009]步骤S12、将每一单体电池的本次充电容量与上一次充电记录的相应充入的历史充电容量进行比较，计算两者之间的充电容量差值，根据所述充电容量差值计算获得每一单体电池的第一自放电内阻；
[0010]步骤S13、在车辆静置且电池极化完全消退后，采集预设的第一时间点和第二时间点时的每个单体电池的开路电压数据；
[0011]步骤S14、根据所采集的每一单体电池的第一时间点和第二时间点的开路电压数
据，计算两个时间点间隔内的静态电容量差值，并结合时间间隔，获得每一单体电池的第二自放电内阻；
[0012]步骤S15、根据每一单体电池的第一自放电内阻和第二自放电内阻，结合各自预先标定的置信系数，计算获得每一单体电池的最终自放电内阻值；
[0013]步骤S16，根据所有单体电池的最终自放电内阻值，确定当前电池微短路程度。
[0014]其中，所述步骤S12进一步包括：
[0015]将所述充电容量差值与所述采样区间的时间长度的比值确定为所述单体电池的漏电流值；
[0016]计算所述单体电池在所述采样区间时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述单体电池的第一自放电内阻。
[0017]其中，在步骤S11之后进一步包括：
[0018]根据每一单体电池在所述采样区间的采样电压与对应的电池容量，形成二维曲线并存储。
[0019]其中，所述步骤S14进一步包括：
[0020]根据所采集的每一单体电池的第一时间点和第二时间点的开路电压数据，检索当前温度下的OCV
‑
SOC特征曲线，获得两个时间点间隔内的SOC差值；
[0021]根据所述SOC差值获得静态电容量差值，并采用电池当前的SOH值对所述静态电容量差值进行修正；
[0022]根据所述修正后静态电容量差值、时间间隔以及第一时间间点和第二时间点的开路电压数据的平均值，获得每一单体电池的第二自放电内阻。
[0023]其中，所述步骤S15进一步包括：
[0024]采用下述公式计算获得每一单体电池的最终自放电内阻值Ris：
[0025]Ris＝αRc+βRs
[0026]其中，Rc为某一单体电池的第一自放电内阻，Rs为所述单体电池的第二放电内阻；α为第一自放电内阻对应的置信度，β为第二自放电内阻对应的置信度，且α+β＝1。
[0027]其中，所述步骤S16进一步包括：
[0028]将每一单体电池的最终自放电内阻值与一预设电阻阈值进行比较，确定存在微短路的电池单体，并根据存在微短路的电池单体的数量确定当前动力电池的电池微短路程度。
[0029]相应地，本专利技术的另一方面还提供一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断系统，其包括：
[0030]充电采样单元，用于对车辆的动力电池进行充电时，在预设的采样区间内，对于所有选定的单体电池的电压进行采样；
[0031]本次充电量计算单元，用于根据采样结果，获得每一单体电池在所述采样区间中所充入的本次充电容量；
[0032]第一自放电内阻获得单元，用于将每一单体电池的本次充电容量与上一次充电记录的相应充入的历史充电容量进行比较，计算两者之间的充电容量差值，根据所述充电容量差值计算获得每一单体电池的第一自放电内阻；
[0033]静态采样单元，用于在车辆静置且电池极化完全消退后，采集预设的第一时间点
和第二时间点时的每个单体电池的开路电压数据；
[0034]第二自放电内阻获得单元，用于根据所采集的每一单体电池的第一时间点和第二时间点的开路电压数据，计算两个时间点间隔内的静态电容量差值，并结合时间间隔，获得每一单体电池的第二自放电内阻；
[0035]最终自放电内阻值获得单元，用于根据每一单体电池的第一自放电内阻和第二自放电内阻，结合各自预先标定的置信系数，计算获得每一单体电池的最终自放电内阻值；
[0036]电池微短路程度判断单元，用于根据所有单体电池的最终自放电内阻值，确定当前电池微短路程度。
[0037]其中，所述第一自放电内阻获得单元进一步包括：
[0038]漏电流计算单元，用于将所述充电容量差值与所述采样区间的时间长度的比值确定为所述单体电池的漏电流值；
[0039]第一自放电内阻计算单元，用于计算所述单体电池在所述采样区间时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述单体电池的第一自放电内阻。
[0040]其中，进一步包括：
[0041]存储单元，用于根据每一单体电池在所述采样区间的采样电压与对应的电池容量，形成二维曲线并存储。
[0042]其中，所述第二自放电内阻获得单元进一步包括：
[0043]SOC差值获得单元，用于根据所采集的每一单体电池的第一时间点和第二时间点的开路电压数据，检索当前温度下的OCV
‑
SOC特征曲线，获得两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10、对车辆的动力电池进行充电时，在预设的采样区间内，对于所有选定的单体电池的电压进行采样；步骤S11、根据采样结果，获得每一单体电池在所述采样区间中所充入的本次充电容量；步骤S12、将每一单体电池的本次充电容量与上一次充电记录的相应充入的历史充电容量进行比较，计算两者之间的充电容量差值，根据所述充电容量差值计算获得每一单体电池的第一自放电内阻；步骤S13、在车辆静置且电池极化完全消退后，采集预设的第一时间点和第二时间点时的每个单体电池的开路电压数据；步骤S14、根据所采集的每一单体电池的第一时间点和第二时间点的开路电压数据，计算两个时间点间隔内的静态电容量差值，并结合时间间隔，获得每一单体电池的第二自放电内阻；步骤S15、根据每一单体电池的第一自放电内阻和第二自放电内阻，结合各自预先标定的置信系数，计算获得每一单体电池的最终自放电内阻值；步骤S16，根据所有单体电池的最终自放电内阻值，确定当前电池微短路程度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：将所述充电容量差值与所述采样区间的时间长度的比值确定为所述单体电池的漏电流值；计算所述单体电池在所述采样区间时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述单体电池的第一自放电内阻。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S11之后进一步包括：根据每一单体电池在所述采样区间的采样电压与对应的电池容量，形成二维曲线并存储。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S14进一步包括：根据所采集的每一单体电池的第一时间点和第二时间点的开路电压数据，检索当前温度下的OCV
‑
SOC特征曲线，获得两个时间点间隔内的SOC差值；根据所述SOC差值获得静态电容量差值，并采用电池当前的SOH值对所述静态电容量差值进行修正；根据所述修正后静态电容量差值、时间间隔以及第一时间间点和第二时间点的开路电压数据的平均值，获得每一单体电池的第二自放电内阻。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S15进一步包括：采用下述公式计算获得每一单体电池的最终自放电内阻值Ris：Ris＝αRc+βRs其中，Rc为某一单体电池的第一自放电内阻，Rs为所述单体电池的第二放电内阻；α为第一自放电内阻对应的置信度，β为第二自放电内阻对应的置信度，且α+β＝1。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S16进一步包括：将每一单体电池的最终自放电内阻值与一预设电阻阈值进行比较，确定存在微短路的电池单体，并根据存在微短路的电池单体的数量确定当前动力电池的电池微短路程度。
7.一种基于多场景融合的动力电池微短路诊断系统，其特征在于，包括：充电采样单元，用于对车辆的动力电池进行充电时，在预设的采样区间内...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖超，黄伟平，栾文竹，王军，孙聪敏，邓浩成，
申请(专利权)人：广汽埃安新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：