[发明专利]磷酸铁锂动力电池并联模组内微短路故障单体的检测方法

说明书

为了解决现有技术中针对并联模组内微短路故障单体的判断方法存在辨识度低、判断准确率低的问题，本发明提供一种磷酸铁锂动力电池并联模组内微短路故障单体的检测方法，其方法是：建立生热模型，在每次充放电结束后，通过电池生热模型获得故障判定时间门限tmax；测量每一个电池单体的温度并得到模组平均温度，记录每一个电池单体的温度与模组平均温度的温差。将该温差与根据经验设定的温度阈值Tmax进行比较，如果低于温度阈值Tmax，则模组中单体电池未发生微短路故障；若在故障判定时间门限tmax内，仍有单体温差高于温度阈值Tmax，则可判定该单体发生微短路故障。本发明辨识度较高、误判率低。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种并联模组内微短路故障电池单体的诊断和定位方法。

背景技术

动力锂电池的内短路故障是指锂电池内部正负极极片直接接触的内部故障现象。锂电池内部出现大面积的正负极直接接触，会导致电池承受极高的电流，在短时间内释放出储存的化学能并转化为热量，是动力电池最严重的故障模式之一，也是引发电池现场热失控和爆炸事故的主要原因。引发动力锂电池内短路现象的主要机制是正负极之间的隔膜受到了高温融化损伤，或非标准工况引入了某些附加电化学过程产生的枝晶状物质。内短路初期，枝晶结构规模小、程度轻，对隔膜性能的影响有限，对电池的外特性也没有显著影响，这是称为锂电池的微短路阶段。

微短路不像大规模内短路故障会直接引发锂电池严重的性能衰减甚至安全事故，但由于隔膜受损导致局部微短路，电流在电池正负极极片内的分布不均匀，发生微短路的位置电流密度更高，使电池内部存在局部过热以及内短路规模扩大的风险。特别对于长期静置的电池，如果存在微短路现象，静置期内会导致短路规模持续增加，同时带来的自放电现象会使电池静置电压下降，过低的电压区间会减少电池的存储寿命并带来潜在的故障风险，很多电池在长期放置后使用容易出现故障均与此机制有关。本发明的内容包括早期微短路故障征兆的检测方法。

现有的，如中国专利：申请号为：201510026112.9，名称为：一种电池微短路的识别方法，提供了一种基于信息熵的微短路故障诊断技术，根据电池内阻进行判断，由于电池的内阻随时间、温度等都会发生变化，使用上述方法测量时容易发生误判。还有如中国专利，申请号：201810053081.X，名称为：基于人工神经网络的电池微短路定量诊断方法，提供了一种电池微短路定量诊断方法，需要建立庞大的数据库和实时诊断算法，而且由于电池在制造时受制造工艺影响，其统一性较差，所以在使用上述方法进行检测时，容易出现误判的问题。

总之，现有针对并联模组内微短路故障单体的判断方法存在辨识度低、判断准确率低的问题。

发明内容

为了解决现有技术中针对并联模组内微短路故障单体的判断方法存在辨识度低、判断准确率低的问题，本发明提供一种磷酸铁锂动力电池并联模组内微短路故障单体的检测方法。

本发明所述的检测方法能够准确的识别磷酸铁锂动力电池模组的微短路，特别是并联模组中的微短路故障单体诊断和定位，因此本方法有效保障了大型动力电池模组的安全性能。

本发明解决上述技术问题所采取的技术手段是：一种磷酸铁锂动力电池并联模组内微短路故障单体的检测方法，其技术方案在于：包括以下步骤：

S1.建立磷酸铁锂动力电池生热模型，得出磷酸铁锂动力电池相应热力学参数以及温度阈值Tmax；

S2.磷酸铁锂动力电池模组进行充放电过程，并在充放电过程结束后，开启诊断流程；

S3.根据S1步骤中的磷酸铁锂动力电池生热模型得出正常电池恢复至室温所需的故障判定时间门限tmax，并采集磷酸铁锂动力电池组中N个电池单体的温度；

S4.根据S3步骤中的磷酸铁锂动力电池组中N个电池单体的温度得到模组内所有电池单体的平均温度Tavg和N个电池单体的温度与平均温度Tavg的N个温差ΔTi；