[发明专利]基于C2

说明书

基于C₂H₄气体变化速率的锂离子电池过充故障诊断方法及系统。首先对C₂H₄浓度阈值、C₂H₄浓度变化速率阈值、时间间隔和采样频率进行设置；然后，当实时监测到连续多点C₂H₄气体浓度值超过浓度阈值时，计算C₂H₄气体浓度在随后时间间隔△t内的变化速率；进一步地，C₂H₄气体浓度变化速率与对应阈值的关系，在线判定是否发出故障信号。本发明方法具有原理简单、容易实现和易于推广的特点，能够准确可靠地在线诊断锂离子电池的过充故障。

技术领域

本发明属于锂离子电池安全技术领域，具体涉及基于C₂H₄变化速率的锂离子电池过充故障诊断方法及系统。

背景技术

随着锂离子电池的不断推广和应用，锂离子电池的安全问题凸显出来。过充故障属于锂离子电池最严重的故障之一。锂离子电池通常成组使用，因存在电池组不一致、充电控制技术未能精确调控等问题，不可避免地会出现部分单体发生过充现象。一般地，电池发生过充，会在其负极表面发生析锂现象，对存在长期轻微过充情况，会因活性锂损失而导致电池容量过快衰减的渐变性故障，同时析锂可能诱发锂枝晶，增大隔膜刺破引发微/内短路的安全隐患。在某些极端情况下，例如发生BMS失效时，会发生电池长时间深度过充可能，导致电池温度持续升高，触发如SEI膜分解、电解液分解、隔膜熔融、电解液分解、正极材料分解等一系列放热副反应，最终引发电池内短路、热失控等突发性故障。因此，设计出适用于锂离子电池过充故障的诊断方法尤为重要。

锂离子电池内部由活性材料组成的，当发生过充故障时，活性材料开始相互反应，挥发出C₂H₄气体。因此，可以利用C₂H₄气体的变化行为对锂离子电池进行过充故障诊断。

目前针对利用气体信号实现过充故障诊断的研究相对匮乏。郑洁民，雷占秀，张世洋等在2020年授权的发明专利《一种电动汽车动力电池箱漏液控制系统及控制方法》(专利号CN107959066B)提到利用电压和温度信号反应气体信号，再利用气体信号的变化率进行过充故障诊断，但该发明未提出利用何种气体信号，同时信号繁琐的转变过程使得该发明复杂性极高。王建军，田雷雷，饶睦敏等在2018年公开的《一种检测电池箱内电池是否过充的装置及方法》(专利号CN107732334A)提到通过探测EC、DMC或/及EMC实现过充诊断，但结合当前商业气体传感器技术情况，尚无能够准确区分EC、DMC或/及EMC的气体传感器。总体而言，利用气体信号进一步设计出可靠性高、原理简单、便于实现和容易推广的过充故障诊断方法仍是锂离子电池安全保障的重要工作。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于执行上述锂离子电池过充故障诊断方法的系统，包括上位机、C₂H₄气体传感器，锂离子电池、实际运行负载以及CAN总线。

本发明采用如下的技术方案：

步骤1：设置C₂H₄气体浓度阈值S、采集时间间隔△t和采样频率f，并通过过充模拟根据计算的C₂H₄气体浓度变化率设定C₂H₄气体浓度阈值S；