一种短路阻值估计方法、装置、计算机设备及介质与流程

本发明实施例涉及电池故障诊断领域，尤其涉及一种短路阻值估计方法、装置、计算机设备及介质。

背景技术：

1、随着锂离子电池应用规模的扩大，由锂离子电池热失控引起的安全事故频频发生。内短路作为锂离子电池热失控的关键诱因，其短路阻值不稳定且与安全风险强相关，因此有必要在检测到电池内短路后实施准确的内短路阻值在线估计、动态评估安全风险，从而为风险处理措施的制定和介入提供必要依据。

2、现有内短路阻值估计方法中，非模型驱动的方法通常依赖于特定时间间隔或特定工况下的运行数据作为输入，因此在估计实时性方面不足。模型驱动的方法则凭借实时性优势在内短路阻值估计方面更具应用潜力，在估计内短路阻值时，首先对短路电池的电池电量进行估计，通过估计得到的电池电量计算内短路阻值，内短路阻值估计的准确性取决于电池电量估计的精度大小，但在进行电池电量估计时受到模型误差的明显制约，当模型精确度较低时，导致内短路阻值的准确性大大降低。

技术实现思路

1、为准确估计内短路阻值，抑制模型误差对内短路阻值估计精度的影响，本发明提出了一种短路阻值估计方法、装置、计算机设备及介质。

2、第一方面，本发明提供了一种短路阻值估计方法，该方法包括：

3、基于正常电池的正常等效电路模型，获得正常电池的测量电池电量和模型电压误差；

4、基于模型电压误差和短路电池的内短路等效电路模型，确定短路电池的预测电池电量，内短路等效电路模型是在正常等效电路模型上并联一个内短路电阻得到；

5、基于正常电池的测量电池电量和短路电池的预测电池电量，计算内短路等效电路模型中的内短路阻值。

6、通过上述方法，在估计短路电池的电池电量时，利用模型电压误差对内短路等效电路模型中的端电压进行补偿修正，通过补偿修正后的端电压计算短路电池的预测电池电量，避免了模型电压误差对短路电池的电池电量估计的影响，使得短路电池的预测电池电量精度更高，进而提高内短路阻值的准确性。

7、结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，基于正常电池的正常等效电路模型，获得模型电压误差，包括：

8、基于正常等效电路模型，确定正常电池的端电压的预测值；

9、获取正常电池的端电压的测量值；

10、基于正常电池的端电压的预测值和正常电池的端电压的测量值，确定模型电压误差。

11、结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第二实施例中，基于模型电压误差和短路电池的内短路等效电路模型，确定短路电池的预测电池电量，包括：

12、利用模型电压误差对短路电池的端电压的测量值进行修正，得到短路电池的端电压的修正值；

13、基于内短路等效电路模型中短路电池的端电压的修正值和输入电流，得到短路电池的预测电池电量。

14、结合第一方面或第一方面的第二实施例，在第一方面的第三实施例中，基于正常电池的测量电池电量和短路电池的预测电池电量，计算内短路等效电路模型中的内短路阻值，包括：

15、基于正常电池的测量电池电量和短路电池的预测电池电量，确定短路电池在单位时间内的电量消耗量；

16、基于电量消耗量，计算内短路等效电路模型中的内短路阻值。

17、结合第一方面的第二实施例，在第一方面的第四实施例中，基于内短路等效电路模型中短路电池的端电压的修正值和输入电流，得到短路电池的预测电池电量，包括：

18、确定内短路等效电路模型的状态空间方程；

19、将短路电池的端电压的修正值和输入电流输入到状态空间方程中，通过扩展卡尔曼滤波器对状态空间方程进行求解，得到短路电池的预测电池电量。

20、结合第一方面的第四实施例，在第一方面的第五实施例中，确定内短路等效电路模型的状态空间方程，包括：

21、

22、其中，xk为状态变量矩阵，xk＝[u1(k)，zj(k)]t，u1(k)为r1在k时刻的电压，zj(k)为短路电池在k时刻的电池电量；uk为输入变量矩阵，i(k)为短路电池的在k时刻的输入电流，为短路电池在k时刻的端电压的修正值；yk为输出变量矩阵，yk＝uj(k)，uj(k)为短路电池在k时刻的端电压的测量值；ak-1、bk-1、ck、dk、ek为系数矩阵；δt为采样间隔；τ1为时间常数；r1为极化电阻；risc为内短路电阻；r0为欧姆内阻；a1为斜率系数；a2为截距系数。

23、结合第一方面，在第一方面的第六实施例中，正常等效电路模型为rint模型、一阶rc模型或二阶rc模型。

24、第二方面，本发明还提供了一种短路阻值估计装置，该装置包括：

25、获得模块，基于正常电池的正常等效电路模型，获得正常电池的测量电池电量和模型电压误差；

26、确定模块，用于基于模型电压误差和短路电池的内短路等效电路模型，确定短路电池的预测电池电量，内短路等效电路模型是在正常等效电路模型上并联一个内短路电阻得到；

27、计算模块，用于基于正常电池的测量电池电量和短路电池的预测电池电量，计算内短路等效电路模型中的内短路阻值。

28、第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第一方面或第一方面的任一实施例的短路阻值估计方法的步骤。

29、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一实施例的短路阻值估计方法的步骤。

技术特征：

1.一种短路阻值估计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于正常电池的正常等效电路模型，获得所述模型电压误差，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述模型电压误差和短路电池的内短路等效电路模型，确定所述短路电池的预测电池电量，包括：

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，基于正常电池的测量电池电量和短路电池的预测电池电量，计算所述内短路等效电路模型中的内短路阻值，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述内短路等效电路模型中短路电池的端电压的修正值和输入电流，得到短路电池的预测电池电量，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述内短路等效电路模型的状态空间方程，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正常等效电路模型为rint模型、一阶rc模型或二阶rc模型。

8.一种短路阻值估计装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7中任一项所述的短路阻值估计方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的短路阻值估计方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种短路阻值估计方法、装置、计算机设备及介质。其中，短路阻值估计方法，包括：基于正常电池的正常等效电路模型，获得正常电池的测量电池电量和模型电压误差；基于模型电压误差和短路电池的内短路等效电路模型，确定短路电池的预测电池电量，内短路等效电路模型是在正常等效电路模型上并联一个内短路电阻得到；基于正常电池的测量电池电量和短路电池的预测电池电量，计算内短路等效电路模型中的内短路阻值。通过本发明，准确估计内短路阻值，抑制模型误差对内短路阻值估计精度的影响。

技术研发人员：陈安慈,刘延超,赵慧春,郭帅楠,王振宇,王旭,尹立坤,毕然,韩宇,张维戈,周兴振,张彩萍
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13