1.一种串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,电池组由n节电池单体串联而成,包括以下步骤:
步骤(1)、串联电池组工作时流过每个电池的电流一致,电池管理系统实时记录所述电池组总电流、总电压、n节电池单体电压和电池单体表面温度;
步骤(2)、对所述锂离子电池进行混合脉冲功率性能测试(hppc)测试,并进行多项式拟合,建立开路电压(ocv)与荷电状态(soc)关系;
步骤(3)、依据监测的所述电池单体的端电压,对所述电池单体按照端电压从小到大进行排序,获取“最小电池”和“中间电池”;
步骤(4)、基于等效电路模型,采用改进的双卡尔曼滤波器(dekf)估计所述“最小电池”和“中间电池”的ocv;
步骤(5)、基于预先建立的ocv-soc关系,通过插值法估计所述“最小电池”和“中间电池”的soc;
步骤(6)、基于所述锂离子电池的额定容量,采用线性拟合的方法计算所述电池短路电流;
步骤(7)、判断短路电流与零的关系,如果所述电池单体的短路电流近似为零,则外短路电阻为无穷大,无外短路故障发生;如果所述电池单体的短路电流不为零,则通过欧姆定律可计算得到所述电池的外短路电阻。
2.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(1)中,记录所述电池组总电流、总电压、n节电池单体电压和电池单体表面温度的采样周期为1s。
3.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(2)中,hppc测试区间间隔为10%soc。
4.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(4)中,所述等效电路模型为一阶阻容(rc)模型。
5.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(4)中,所述改进的dekf电池状态空间方程为:
式中,u1,k为k时刻极化电容c1两端的电压,即极化电压;uk+1为k+1时刻电池的端电压;em,k为k时刻电池的开路电压;c1,k,r1,k,r0,k分别为k时刻电池的极化电容,极化电阻和欧姆内阻;ik为k时刻通过电池的电流;t为采样周期,t=1;k为采样时刻;
采用改进的dekf估计电池ocv的具体步骤如下:
a.确定系统的状态量x和参数量θ为:
xk=[em,ku1,k]t(2)
θk=[c1,kr1,kr0,k]t(3)
其中,xk为k时刻系统的状态量;θk为k时刻系统的参数量;em,k为k时刻电池的开路电压;u1,k为k时刻极化电容c1两端的电压,即极化电压;c1,k,r1,k,r0,k分别为k时刻电池的极化电容,极化电阻和欧姆内阻;k为采样时刻;
b.离散化状态空间方程得:
式中系数矩阵分别为:
dk=r0,k(9)
其中,xk,
c.初始化状态量、参数量以及相应的误差协方差矩阵:
式中,
d.对于k=1,2,3…,∞,dekf算法实现过程如下:
①状态量和参数量的时间更新:
②误差协方差时间更新:
③状态量测量更新
④参数量测量更新
其中,
6.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(6)中,线性拟合的区间为电压拐点出现之前,即近似大于50%soc。
7.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(6)中,短路电流与soc之间的关系为:
式中,issc为电池微短路电流;ca为电池额定容量;δsoc为“最小电池”与“中间电池”的soc差。
8.根据权利要求1所述的串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法,其特征在于,所述步骤(7)中,短路电阻的计算公式为:
式中,rssc为电池微短路电阻;uave为90%soc和50%soc的均值端电压,uave=3.9v。