国网江苏电力设计咨询有限公司;国网江苏省电力有限公司经济技术研究院;南京理工大学鄢博获国家专利权
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龙图腾网获悉国网江苏电力设计咨询有限公司;国网江苏省电力有限公司经济技术研究院;南京理工大学申请的专利一种基于预充电流脉冲的电池内短路故障识别方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114487889B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111676759.8,技术领域涉及:G01R31/392;该发明授权一种基于预充电流脉冲的电池内短路故障识别方法是由鄢博;吴静云;黄峥;戚文;姚丽娟;石晗;陈思文;孙金磊设计研发完成,并于2021-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于预充电流脉冲的电池内短路故障识别方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于预充电流脉冲的电池内短路故障识别方法,利用电动汽车充电时的预充阶段向大电流充电阶段转换的电流变换过程,根据采集得到的串联电池组内每个单体电压响应以及电流信息,首先考察小电流预充阶段电池端电压离群情况,重点考察预充过程中总体电压较低单体;对目标电池建立电池内短路故障等效电路模型,辨识模型内微短路电阻的数值来判断电池单体是否存在内短路故障;从而实现电池内部微短路故障的早期发现。本发明适用于电动汽车、储能系统以及电动工具等电池单体和成组应用场合。
本发明授权一种基于预充电流脉冲的电池内短路故障识别方法在权利要求书中公布了:1.一种基于预充电流脉冲的电池内短路故障识别方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、在预充阶段,判别是否存在内短路故障的目标电池单体;即采用小电流充电时,观察每个电池单体的电压曲线,对端电压离群的电池单体进行标记;具体为: 步骤1‑1,电池单体首先以0.5C倍率恒定电流放电,至电池下限截止电压; 步骤1‑2,静置2小时; 步骤1‑3,采用0.01C倍率小电流对电池进行预充,时间为一分钟; 步骤1‑4,记录电池单体的电压曲线,对低于正常电压曲线的电池单体进行标记; 步骤2、针对步骤1小电流充电时所标记的目标电池单体,记录由预充阶段向正式的大电流充电转化的电压和电流状态信息; 步骤3、建立电池单体内短路等效电路模型,具体方法为: 步骤3‑1,进行间歇性放电‑静置实验,将电池以0.5C倍率充满,静置2小时;以0.5C倍率对电池放电,每放1%的电量,静置1分钟,静置后的电压为电池的开路电压,拟合确定SOC‑OCV关系表达式为其中,Uoc为电池开路电压,z为电池SOC,n为拟合阶数,ci为拟合系数; 步骤3‑2,当电池内短路时,相当于并联一个电阻,对内短路电池建立数学模型,列写KCL、KVL方程: Ia=Is+I 4Uoc=IaR0+U1+U 5其中,I1为流经电容C1的电流,Ia为电化学电流,Is为短路电流,I为总电流,R0为欧姆内阻,Rs为短路内阻,R1为极化内阻,C1为极化电容,t为时间,U1为极化电容两端电压,U为端电压; 将2346联立,并进行拉式变换,得其中τ=R1C1,为时间常数; 将式7代入式5,得到利用安时积分法可知电池根据式4和式6以及拉式变换可知由于开路电压Uoc与电池SOC存在非线性函数关系,为了方便建模,在一小段范围内认为其为线性关系,即Uoc=a1z+a2 10其中,a1、a2为拟合系数; 将式8、9、10联立可得Us与Is的关系式所以,传递函数Gs为采用双线性变换的方法对建立的电池单体内短路等效模型进行离散化,得到离散后的传递函数为其中bi为需要通过辨识方法估计的参数,i=1,2,...,6; 步骤4、结合所获得的电流切换脉冲阶段的电压响应,辨识模型中内短路电阻的数值; 步骤5、根据辨识得到的内短路电阻数值情况,区分轻微、中度和重度内短路故障。
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