应用阻抗谱的锂电池模组早期内短路故障诊断

摘要

针对锂电池模组内部内短路故障单体诊断困难、检测效率低下的问题，提出应用电荷传递内阻和固体电解质界面膜内阻比值变化幅度的锂电池模组早期内短路故障诊断方法。所提方法基于电化学阻抗谱对内短路故障演化过程中锂电池内部电化学反应变化进行监测，利用弛豫时间分布方法针对阻抗谱特征进行量化分析。在阻抗谱由单体维度到模组维度正向推衍的基础上，筛选满荷电状态下电荷传递内阻和固体电解质界面膜内阻作为主要的评估指标，并根据阈值诊断模型搭建实验平台进行验证。实验结果表明：欧姆内阻和电荷传递内阻随着内短路故障程度的加深逐渐增大，固体电解质界面膜内阻整体呈现出逐渐减小的趋势；当模组电池数控制在8节以下时，通过阈值诊断模型对存在故障单体的模组识别准确率可以达到100%。通过对阻抗谱特征的精确辨识与分析，该方法能够有效实现锂电池模组早期内短路故障的准确诊断。

关键词

锂电池模组 / 内短路故障 / 电化学阻抗谱 / 弛豫时间分布 / 阈值诊断模型

基金资助

国家电网公司总部科技资助项目(4000-202499063A-1-1-ZN)