一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法技术

本发明专利技术提供了一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法，包括以下步骤：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法


[0001]本专利技术属于电池故障诊断领域，具体涉及一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法
。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池具有循环寿命长
、
安全性好
、
高温性能好等优点，被广泛应用于
5G
基站
、
变电站直流电源等系统工作的后备电源以及储能方面
。
然而磷酸铁锂电池仍然存在一些安全问题，无论是何种电池，在生产及使用过程中都不会那么的完美，在生产时粉尘
、
原材料毛刺所带来的隐患以及在使用时电池的滥用，包括过充
、
过放
、
电池的挤压碰撞等情况会让电池出现微短路故障，长此以往，微短路会加重变成严重的内短路会不断消耗电池电量，产热量增加，甚至会出现热失控等较为严重的安全问题
。
因此，对电池内短路进行提前预警具有重要意义
。
[0003]现有电池内短路诊断方法大多是在恒流充放电或者动态工况放电下对内短路电池进行诊断，但对于浮充工况下的内短路故障诊断，现在还没有较为有效的方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法
。
[0005]本专利技术提供了一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法，用于对浮充工况下的磷酸铁锂电池包进行内短路定量诊断，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤
S1
，将磷酸铁锂电池包充电至浮充电状态；
[0006]步骤
S2
，维持浮充电状态一段时间后，随机采集磷酸铁锂电池包的浮充电压数据，观察磷酸铁锂电池包中各个电芯的电压曲线是否呈现下降趋势，当各个电芯的电压曲线均未呈现下降趋势时，判断电芯均不存在内短路故障，当某个电芯的电压曲线呈现下降趋势时，判断对应的电芯存在内短路故障；
[0007]步骤
S3
，步骤
S2
中判断对应电芯存在内短路故障后，判断电压极差是否超出阈值，并设置第一阈值和第二阈值，当超出第一阈值时启动均衡系统进行间歇性均衡，当低于第二阈值时关闭均衡系统；
[0008]步骤
S4
，记录间歇性均衡中的电压
、
均衡电阻阻值
、
均衡时间和非均衡时间；
[0009]步骤
S5
，根据步骤
S4
中记录的电压和均衡电阻阻值计算出每一时刻的均衡电流，进而计算出均衡开启时间段的平均均衡电流
I
eq
，根据均衡的占空比，等效计算出均衡关闭后到下一次均衡开启前的平均漏电流
I
leak
；
[0010]步骤
S6
，计算均衡关闭后到下一次均衡开启间的平均电压
U
mean
，根据欧姆定律，计算出内短路阻值
RISC
＝
U
mean
/I
leak
，并根据内短路阻值判断内短路的严重程度
。
[0011]在本专利技术提供的基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤
S1
包括以下子步骤：
[0012]步骤
S1
‑1，将磷酸铁锂电池包先恒流充电至浮充电压；
[0013]步骤
S1
‑2，充电至浮充电压后，切换成恒压充电从而维持浮充电压
。
[0014]在本专利技术提供的基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法中，还可以具有这样的特征：其中，浮充电压的值高于磷酸铁锂电池包的平台期电压值
。
[0015]在本专利技术提供的基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤
S3
中，电压极差为最高电压单体与最低电压单体的电压差，均衡系统的均衡方式为被动均衡，第一阈值和第二阈值根据具体使用环境进行设置
。
[0016]在本专利技术提供的基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤
S5
包括以下子步骤：
[0017]步骤
S5
‑1，在一个均衡周期内，均衡开启的时间为
t1，均衡关闭的时间为
t2，均衡电流
I
i
为电压
U
i
与均衡电阻
R
eq
的比值：
I
i
＝
U
i
/R
eq
，计算得到平均均衡电流
I
eq
为：
[0018][0019]步骤
S5
‑2，根据均衡系统开启时磷酸铁锂电池包内正常电芯电压下降值之和等于某个短路电芯电压上升值，通过均衡电流的占空比计算出等效的平均漏电流
I
leak
，计算公式如下：
[0020][0021]公式
(2)
中，
n
‑1为磷酸铁锂电池包内正常电芯的个数
。
[0022]在本专利技术提供的基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤
S6
中，均衡关闭后到下一次均衡开启间的平均电压
U
mean
的计算公式如下：
[0023][0024]专利技术的作用与效果
[0025]根据本专利技术所涉及的一种基于间歇式均衡的浮充下内短路故障检测方法，计算方法简单，无需电池模型，只需采集磷酸铁锂电池包的浮充电压数据就能识别浮充工况下发生内短路故障的单体，并且通过记录均衡系统进行均衡时的相关信息，就能计算内短路阻值来进行定量诊断，进而判断内短路的严重程度，从而能够及时处理故障电芯避免热失控的发生
。
因此，本专利技术能够有效检测出浮充电工况下，也即恒压工况下的电芯内短路故障，弥补了现有对浮充工况下故障诊断技术的不足
。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的实施例中一种基于间歇式均衡的浮充下内短路故障检测方法的流程图；
[0027]图2是本专利技术的实施例中磷酸铁锂电池包的示意图；
[0028]图3是本专利技术的实施例中的操作计算示意图
。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本专利技术作具体阐述
。
[0030]<
实施例
>
[0031]图1是本专利技术的实施例中一种基于间歇式均衡的浮充下内短路故障检测方法的流程图
。
[0032]如图1所示，本实施例的一种基于间歇式均衡的浮充下电池内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于间歇式均衡的浮充下电池内短路定量诊断方法，用于对浮充工况下的磷酸铁锂电池包进行内短路定量诊断，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
，将所述磷酸铁锂电池包充电至浮充电状态；步骤
S2
，维持所述浮充电状态一段时间后，随机采集所述磷酸铁锂电池包的浮充电压数据，观察所述磷酸铁锂电池包中各个电芯的电压曲线是否呈现下降趋势，当各个电芯的电压曲线均未呈现下降趋势时，判断电芯均不存在内短路故障，当某个电芯的电压曲线呈现下降趋势时，判断对应的电芯存在内短路故障；步骤
S3
，步骤
S2
中判断对应电芯存在内短路故障后，判断电压极差是否超出阈值，并设置第一阈值和第二阈值，当超出所述第一阈值时启动均衡系统进行间歇性均衡，当低于所述第二阈值时关闭均衡系统；步骤
S4
，记录所述间歇性均衡中的电压
、
均衡电阻阻值
、
均衡时间和非均衡时间；步骤
S5
，根据步骤
S4
中记录的电压和均衡电阻阻值计算出每一时刻的均衡电流，进而计算出均衡开启时间段的平均均衡电流
I
eq
，根据均衡的占空比，等效计算出均衡关闭后到下一次均衡开启前的平均漏电流
I
leak
；步骤
S6
，计算均衡关闭后到下一次均衡开启间的平均电压
U
mean
，根据欧姆定律，计算出内短路阻值
RISC
＝
U
mean
/I
leak
，并根据所述内短路阻值判断内短路的严重程度
。2.
根据权利要求1所述的基于间歇式均衡的浮充下内短路故障检测方法，其特征在于：其中，步骤
S1
包括以下子步骤：步骤
S1
‑1，将所述磷酸铁锂电池包先恒流充电至浮充电压；步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，来鑫，郑岳久，王冠，姚熠，马云杰，周昊，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：