基于剩余充电电量的锂离子电池模组内短路在线定量诊断算法

作者：来鑫^*; 李彬; 孟正; 李相俊; 靳文涛; 汪湘晋; 马瑜涵; 郑岳久

来源：工程科学学报, 2023, 45(01): 158-168.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2021.08.02.002

• 锂离子电池
• 内短路
• 剩余充电电量
• 故障诊断
• 电池安全

通过对锂离子电池内短路的在线诊断可以有效预防热失控的发生.本文利用锂离子电池模组的充电曲线提出一种基于剩余充电电量的内短路在线定量诊断算法，并对该算法在不同的电压采集精度与采样周期、温度变化、老化程度等条件下进行仿真与实验验证.结果表明所提出的算法在一定条件下能准确定量地诊断出内短路电阻：(1)对于10Ω级别的严重内短路，即使在10 mV的采集精度、10 s的采样周期、变温度条件下也能得到很高的诊断精度.对于100Ω级别的早期内短路，所诊断的内短路阻值比实际值偏小，诊断时间变长.为了提高早期内短路诊断的精度与时效性，电压采集精度与采样频率应该分别在1 mV与1 Hz以上；(2)电池老化会降低内短路的诊断精度，但是对于10Ω级别的内短路影响很小.极端温度变化同样会影响内短路定量诊断精度，极端高温下的诊断误差比极端低温下的诊断误差要大，在极限低温(–20℃)下的内短路内阻的诊断误差在6%以内.研究结论为提高锂离子内短路的定量诊断精度具有重要意义.

• 单位
  上海理工大学; 中国电力科学研究院有限公司