详解电池内短路和电池管理
来源：宝鄂实业
2019-09-04 11:17
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内短路是电池热失控的共性环节，各种各样的原因都可能产生不同类型的内短路，包括机械变形、挤压、撕裂，隔膜破裂、过充过放、极端过热。更危险的一种内短路是自引发内短路，如波音787的事故，是在制造过程中引入的杂质和颗粒，在长期运行之后累积演变发生的。
枝晶生长是可以模拟的，而内短路是较难进行实验再现的现象，需要发展各种各样的替代实验方法。我们发明了一种新的替代实验方法进行内短路的模拟测试，主要是将特制的具有尖刺结构的记忆合金内短路触发元件植入电池内部，升温使尖刺结构翘起并刺穿隔膜，模拟内短路过程。
通过该实验发现主要的内短路类型包括，铝-铜、正极-铜、铝-负极、正极-负极等四种电路。其中有的是立即发生热失控，如铝和负极的接触；而正极和负极接触一般不会发生热失控；铝和铜接触的危险程度也比较高，但是不一定马上引发内短路。
我们对热失控内短路建立仿真模型，其中很重要的是内短路位置的熔断，这种熔断可能导致整个内短路终止，也有可能导致更剧烈的内短路发生。
为此，我们对影响这种熔断的各种参数进行了分析。我们对整个内短路发生演变的过程进行了综合分析和总结，在此基础上，提出为防止发生热失控，必须要在早期阶段将内短路检测出来。
介绍其中的一种方法，是对串联电池组的内短路检测方法，主要基于一致性差异进行诊断。
具体来看，可以建立有内短路和没有内短路的等效模型，基于这个等效模型和平均差异模型进行在线参数估计，有内短路之后电位和等效阻抗发生了变化，我们对这两个参数进行了参数辨识，最后可以找出究竟是哪一个单体出现了问题，通过验证试验结果，很明显的能够发现某一个电池有内短路。
但算法只是一个基础，在此基础上，我们还要结合大量工程实验数据，最终开发出了实用化的检测算法。当然仅仅内短路检测是不够的，需要对过充、过放、SOP等进行综合管理，才有可能实现内短路以及热失控的提前预警，这就是新一代的电池管理系统，是以安全为核心的全方位状态估计和故障检测。
