电池内短路检测方法、装置、设备和存储介质与流程

    技术2025-01-16  40


    本发明涉及电池,尤其涉及一种电池内短路检测方法、装置、设备和存储介质。


    背景技术:

    1、锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长等优势,通信机房的备电电池正在从铅酸电池向锂离子电池逐渐过度。然而,锂离子电池存在发生内短路故障的概率,可能导致起火、爆炸等危害,造成网络安全事故和设备财产损失。目前内短路检测技术方案可以归为软件检测和硬件检测两大类。软件检测对电池管理系统(battery management system,bms)所采集的电池单体电压数据进行分析,判断是否有电池单体的电压发生异常下降,从而实现内短路检测;硬件检测基于特殊设计的电压检测电路,通过对检测电路的输出状态进行监控从而实现内短路检测。

    2、现有软件检测和硬件检测两大类内短路检测技术均已取得明显的有益效果,很大程度上提升了锂离子电池的应用安全性,然而依然存在一定的局限性。软件检测这一大类技术利用软件算法进行对bms所记录的数据分析判断,现有bms的电压采样间隔通常在1秒以上,然而,内短路电池电压突降的持续时间可能在毫秒甚至微秒级别,因此软件检测的方法很有可能出现漏检的问题。硬件检测技术通过特殊设计的检测电路或装置实现对内短路电池电压突降过程的检测,具备检测到极短时间尺度的电压突降过程的能力,因而可以有效规避上述漏检问题,然而,一方面已公开的此类技术很少,另一方面当电池的负载突变或电池运行环境存在高频干扰信号时此类技术可能会出现误检的问题。


    技术实现思路

    1、本发明实施例的目的是提供一种电池内短路检测方法、装置、设备和存储介质,解决现有技术中的漏检、误检问题,提高内短路故障检测的准确率。

    2、为实现上述目的,本发明实施例提供了一种电池内短路检测方法,包括:

    3、获取电池模组中所有电池单体的状态评估参数;

    4、当存在一个目标电池单体的状态评估参数满足预设的电压突降条件,且在预设时间段内检测到其余电池单体的状态评估参数均不满足所述电压突降条件时,判定所述目标电池单体发生内短路故障。

    5、作为上述方案的改进,所述获取电池模组中所有电池单体的状态评估参数,包括:

    6、通过电压检测子单元获取电池模组中所有电池单体的状态评估参数;其中,所述电压检测子单元与所述电池单体一一对应连接,用于对所述电池模组中的各个电池单体进行电压突降监测。

    7、作为上述方案的改进,所述电压检测子单元包括:

    8、带通滤波器,用于通过电压突降信号;其中,所述电压突降信号为所述电池单体发生在预设频谱区间内超过预设电压阈值的电压变化值;

    9、电压比较器,用于在接收到所述电压突降信号时输出第一高电平信号,以及在未接收到所述电压突降信号时输出第一低电平信号。

    10、作为上述方案的改进,所述状态评估参数为所述电压比较器输出的电平信号;则,所述电压突降条件为检测到所述电压比较器输出第一高电平信号。

    11、作为上述方案的改进,所述电压检测子单元还包括状态锁存器,所述状态锁存器用于在接收到第一高电平信号且未接收到复位信号时持续输出第二高电平信号,以及在接收到复位信号时输出第二低电平信号。

    12、作为上述方案的改进,所述状态评估参数为所述状态锁存器输出的电平信号;则,所述电压突降条件为检测到所述状态锁存器输出第二高电平信号。

    13、作为上述方案的改进,在判定所述目标电池单体发生内短路故障后,所述方法还包括:

    14、发送断电指示给故障处理单元,以使所述故障处理单元切断所述电池模组的工作回路。

    15、为实现上述目的,本发明实施例还提供了一种电池内短路检测装置,包括:

    16、状态评估参数获取模块,用于获取电池模组中所有电池单体的状态评估参数;

    17、内短路故障判断模块,用于当存在一个目标电池单体的状态评估参数满足预设的电压突降条件,且在预设时间段内检测到其余电池单体的状态评估参数均不满足所述电压突降条件时,判定所述目标电池单体发生内短路故障。

    18、作为上述方案的改进,所述电池内短路检测装置还包括:

    19、故障处理模块,用于在判定所述目标电池单体发生内短路故障后,发送断电指示给故障处理单元,以使所述故障处理单元切断所述电池模组的工作回路。

    20、为实现上述目的,本发明实施例还提供了一种电池内短路检测设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的电池内短路检测方法。

    21、为实现上述目的,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如任一实施例所述的电池内短路检测方法。

    22、相比于现有技术,本发明公开的电池内短路检测方法、装置、设备和存储介质,在检测到电池模组中电池单体发生电压突降现象时,进一步判断预设时间段内是否有多支电池单体发生电压突降现象,若预设时间段内仅有一个电池单体发生电压突降现象,则可以判定这一电池单体发生内短路故障。本发明实施例中基于硬件的电压突变检测和基于软件的监控判断方式,既解决了现有技术中bms采样速率不足引起的漏检问题,又规避了由于负载突变或环境噪声引起的误检问题,提升内短路检测可靠性,从而提高内短路故障检测的准确率。同时在检测到内短路发生后立刻将内短路电池单体所在的电池模组从工作回路中切除,从而降低内短路电池单体持续工作引发安全事故的风险。



    技术特征:

    1.一种电池内短路检测方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的电池内短路检测方法,其特征在于,所述获取电池模组中所有电池单体的状态评估参数,包括:

    3.如权利要求2所述的电池内短路检测方法,其特征在于,所述电压检测子单元包括:

    4.如权利要求3所述的电池内短路检测方法,其特征在于,所述状态评估参数为所述电压比较器输出的电平信号;则,所述电压突降条件为检测到所述电压比较器输出第一高电平信号。

    5.如权利要求3所述的电池内短路检测方法,其特征在于,所述电压检测子单元还包括状态锁存器,所述状态锁存器用于在接收到第一高电平信号且未接收到复位信号时持续输出第二高电平信号,以及在接收到复位信号时输出第二低电平信号。

    6.如权利要求5所述的电池内短路检测方法,其特征在于,所述状态评估参数为所述状态锁存器输出的电平信号;则,所述电压突降条件为检测到所述状态锁存器输出第二高电平信号。

    7.如权利要求1所述的电池内短路检测方法,其特征在于,在判定所述目标电池单体发生内短路故障后,所述方法还包括:

    8.一种电池内短路检测装置,其特征在于,包括:

    9.如权利要求8所述的电池内短路检测装置,其特征在于,还包括:

    10.一种电池内短路检测设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的电池内短路检测方法。

    11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的电池内短路检测方法。


    技术总结
    本发明公开了一种电池内短路检测方法、装置、设备和存储介质,在检测到电池模组中电池单体发生电压突降现象时,进一步判断预设时间段内是否有多支电池单体发生电压突降现象,若预设时间段内仅有一个电池单体发生电压突降现象,则可以判定这一电池单体发生内短路故障。本发明实施例中基于硬件的电压突变检测和基于软件的监控判断方式,既解决了现有技术中BMS采样速率不足引起的漏检问题,又规避了由于负载突变或环境噪声引起的误检问题,提升内短路检测可靠性,从而提高内短路故障检测的准确率。同时在检测到内短路发生后立刻将内短路电池单体所在的电池模组从工作回路中切除,从而降低内短路电池单体持续工作引发安全事故的风险。

    技术研发人员:陈安慈,罗永强,刘宝昌,李玉昇,张瑜,孙雪莹,乔晓峣,胡东阳,沈楚莹,陈悦
    受保护的技术使用者:中国移动通信集团设计院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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