CN116359747B - 基于dcr的圆柱锂电池热失控预测方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法、装置；利用DCR算法预测潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过所述电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为所述第一电池单元的异常电池单体。本发明通过快速获取电池单元内各电池单体的电能参数，对标记为潜在热失控风险的电池单元的模糊评价下沉至电池单体，为评价热失控预测提供电池单体级的数据支撑；并持续优化电池箱设计与质量。

Description

基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法、装置

技术领域

本发明涉及电源管理领域，特别涉及基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法、装置。

背景技术

新能源储能电池随着能量密度的提高，其应用逐步走进工程应用、机械装备、车辆等方方面面。在储能电池的使用过程中，热失控一直是应用过程中试图极力避免的情况，现有技术中存在不少面向热失控进行检测及管理方法；但多为发生后的检测手段或管理策略。

也存在一些技术试图对其热失控进行预测，如记载在CN114611836A一种储能电池风险预测方法、装置、介质及设备，其通过可恢复损失电阻与永久损失电阻及其相对应的损失容量的函数关系，确定可恢复损失容量Q可恢复和永久损失容量Q永久损失；将所述Q可恢复和Q永久损失作为样本，训练风险预测模型，以获得所述储能电池各种风险的发生概率与忍耐度，能够提前预测可能风险的发生，提前预警，提前采取应对策略。但上述技术多研究电池单体本身的特性或者，缺乏对成组的电池单元进行考虑；再如记载在CN115608653A电池系统中异常电池单元筛选的方法及筛选装置，其利用电池单元的内阻值与均值来判断异常电池单元的方式来预警；其虽然对电池单元进行筛查，但其判断依据为整个电池单元的内阻情况来进行判断，无法聚焦到电池单体，且在其等效过程中，将预测可能出问题的电芯此时并未发生失效，无法简单将其内阻等效为无限大。

故本申请旨在建立一种新的圆柱锂电池热失控预测方法及实施装置。

发明内容

为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，包括如下步骤：

获取利用DCR算法进行预测的潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；

根据所述第一电池单元在电池箱内的位置编码生成对应的第一检测信息，第一检测信息用以配置将所述第一电池单元连接检测单元；其中，所述检测单元用以采集电能参数；

根据所述第一电池单元内电池单体数量生成对应的第二检测信息，第二检测信息用以依次轮询所述第一电池单元内的电池单体，以将第一电池单元内的电池单体依次连接所述检测单元；

根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过所述电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为所述第一电池单元的异常电池单体。

在一优选方案中，所述第一检测信息用以配置将所述第一电池单元连接检测单元，具体包括以下步骤：

获取所述第一检测信息；其中，第一检测信息中包括第一多路选择单元的第一配置信息；

根据所述第一配置信息配置第一多路选择单元分别连通所述第一电池单元两端，以将所述第一电池单元连接检测单元；其中，所述第一多路选择单元包括两相互联动的多路选择器，用以选择连通的电池单元。

在一优选方案中，所述第二检测信息用以依次轮询所述第一电池单元内的电池单体，具体包括以下步骤：

获取所述第二检测信息；其中，第二检测信息中包括第二多路选择单元的第二配置信息；

根据所述第二配置信息配置第二多路选择单元依次轮询所述第一电池单元内的电池单体；其中，每一电池单体配置有一所述第二多路选择单元，第二多路选择单元包括两相互独立的多路选择器，用以选择连通的电池单体。

在一优选方案中，第二配置信息配置第二多路选择单元依次轮询所述第一电池单元内的电池单体具体包括如下步骤：

提取第二配置信息，解析得到所述第二多路选择单元中两多路选择器的控制信号；

根据所述控制信号配置第二多路选择单元的两多路选择器分别同时连接电池单体A_mn的E_mn与E_m（n+1），以将电池单元内的电池单体A_mn依次与检测单元连接；其中，记第一电池单元A_m，其内包括n个电池单体，并通过连接电池单体正负极的连接片依次串联；记第一电池单元A_m内的电池单体A_mn，其正极引线端为E_mn、负极引线端为E_m（n+1）；m表示第一电池单元在电池箱内的编码。

在一优选方案中，所述控制信号配置第二多路选择单元的一多路选择器依序连接第一引线端组{E_m（2k）}的引线端，同时配置另一多路选择器依序连接第二引线端组{E_m（2k+1）}的引线端；其中，第一引线端组{E_m（2k）}、第二引线端组{E_m（2k+1）}为通过电池单体{A_m1、A_m2、……、A_mn}的引线端进行奇偶分组得到。

在一优选方案中，所述利用DCR算法预测热失控的电池单元具体包括如下步骤：

当充放电状态发生变化时，获取状态前后t1、t2时刻每一电池单元的电压u1、u2以及电流i1、i2；

判断i2-i1的绝对值是否大于0.1C；其中，C为电池单元的容量；

当大于时，计算此时电池单元的dcr，其中，dcr=（u2-u1）/（i2-i1），并将该dcr添加至该电池单元的内阻序列；

判断所述内阻序列内dcr的数量是否大于第一阈值；

当大于时，则通过内阻序列得到该电池单元内阻变化趋势线；

判断电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值是否符合第二阈值；

当相关性的绝对值超出第二阈值，则标记该电池单元为潜在热失控的电池单元。

在一优选方案中，所述第一阈值为100；第二阈值为大于等于0.95并小于等于1。

本发明的第二目的是一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法。

本发明的第三目的是一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法。

本发明的第四目的是一种基于DCR的圆柱锂电池热失控预测装置，包括：

获取单元，用以获取利用DCR算法进行预测的潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；

第一处理单元，用以根据所述第一电池单元在电池箱内的位置编码生成对应的第一检测信息，第一检测信息用以配置将所述第一电池单元连接检测单元；其中，所述检测单元用以采集电能参数；

第二处理单元，用以根据所述第一电池单元内电池单体数量生成对应的第二检测信息，第二检测信息用以依次轮询所述第一电池单元内的电池单体，以将第一电池单元内的电池单体依次连接所述检测单元；

第三处理单元，用以根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过所述电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为所述第一电池单元的异常电池单体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明涉及一种基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法及装置；利用DCR算法预测潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；配置第一多路选择单元分别连通第一电池单元两端，以将第一电池单元连接检测单元；配置第二多路选择单元依次轮询第一电池单元内的电池单体，以采集其电池单体的电能参数；通过电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，筛选其内阻最大的电池单体，并将其标记为第一电池单元的异常电池单体。本申请通过内阻变化趋势的一致性，快速筛查预测潜在热失控电池单元，并通过多路选择组件以轮询的方式快速获取电池单元内各电池单体的电能参数，对标记为潜在热失控风险的电池单元的模糊评价下沉至电池单体，为评价热失控预测提供电池单体级的数据支撑；并持续优化电池箱设计与质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法流程示意图一；

图2为实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法流程示意图二；

图3为实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法流程示意图三；

图4为实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法流程示意图四；

图5为实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法流程示意图五；

图6为实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法流程示意图六；

图7为实施例2中电子设备的模块化示意图；

图8为本申请的储能电池箱的部分结构示意图；

图9为本申请的储能电池箱的部分电池单元编码示意图；

图10为本申请的电池单元A₁等效示意图；

图11为本申请的第一多路选择单元与第二多路选择单元原理示意图；

图12为实施例3中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测装置模块化示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“部件”或“单元”可以混合地使用。

圆柱锂电池，如图8所示，其内多个电池单体通过连接片211相互串联得到电池单元210；并由汇流结构220汇流各电池单元210；一般地，在组建圆柱锂电池200时，电池单元内各电池单体经由分选，将电压、电流、内阻满足一致性的要求电池单体成组形成同一电池单元；同时电池箱内各电池单元也同样满足电压、电流、内阻满足一致性的要求。在使用过程中，内阻会增大，一致性会发生变化；特别是内阻偏差大的电池单元发生热失控的概率明显大于一致性较好的电池单元；故现实中往往通过内阻一致性来预测热失控；但对于串联成组的电池单元而言，由于其数据停留在电池单元层面，无法对电池单体进行研究以及查找电池单元内故障原因，不利于电池质量的持续优化；本申请旨在解决上述问题，下面通过各实施例来阐述。

实施例1

如图1所示，基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，包括如下步骤：

S101、获取利用DCR算法进行预测的潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；其中，DCR算法为计算直流阻抗方法；具体的如图6所示，利用直流阻抗来预测潜在热失控的方式包括如下步骤：

当充放电状态发生变化时，获取状态前后t1、t2时刻每一电池单元的电压u1、u2以及电流i1、i2；

判断i2-i1的绝对值是否大于0.1C；其中，C为电池单元的容量；例如，电池单元的容量为10Ah，0.1C即为1Ah；

当大于时，计算此时电池单元的dcr，其中，dcr=（u2-u1）/（i2-i1），并将该dcr添加至该电池单元的内阻序列；

判断内阻序列内dcr的数量是否大于第一阈值；为防止个别dcr的影响造成偏差过大，第一阈值配置为100（相当于从0到100%进行10次充电或放电过程），即当内阻序列中存在超过100个dcr值后，开始对电池单元进行变化趋势的判断；

当大于时，则通过内阻序列得到该电池单元内阻变化趋势线；在本实施例中，在10次充电或放电过程中（一般地，为5次充电及5次放电过程中采集电压电流），0到100%的每10%及存在一个对应的dcr值，通过拟合得到内阻变化趋势线

判断电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值是否符合第二阈值；需要说的是，内阻变化趋势线为横坐标为电量百分比，纵坐标为阻值的变化曲线；通过其变化趋势的相关性的绝对值，来筛选不符合变化规律的内阻，并以此来预测为潜在热失控电池单元。

当相关性的绝对值超出第二阈值，则标记该电池单元为潜在热失控的电池单元；在一优选实施例中，第二阈值的绝对值配置为大于等于0.95并小于等于1；当电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值超出[0.95,1],即判定该电池单元内阻变化不符合规律，存在热失控的潜在风险。

在本实施例中，采用多次充放电采集内阻以通过内阻变化趋势的相关性来筛选潜在热失控的电池单元，此过程高效且准确性高；为继续筛选电池单元内异常电池单体提供很好的基础。

S102、根据第一电池单元在电池箱内的位置编码生成对应的第一检测信息，第一检测信息用以配置将第一电池单元连接检测单元；其中，检测单元用以采集电能参数；在一实施例中，如图2所示，第一检测信息用以配置将第一电池单元连接检测单元，具体包括以下步骤：

S111、获取第一检测信息；其中，第一检测信息中包括第一多路选择单元的第一配置信息；

S112、根据第一配置信息配置第一多路选择单元分别连通第一电池单元两端，以将第一电池单元连接检测单元；其中，第一多路选择单元包括两相互联动的多路选择器，用以选择连通的电池单元。

在本实施例中，如图11所示，第一多路选择单元包括多路选择器P₁₁、P₁₂，其中，多路选择器P₁₁连接电池箱内所有电池单元的正极，多路选择器P₁₂连接电池箱内所有电池单元的负极；如图8-图11所示，P₁₁的开关K_B1可连接有{A₁₊、A₂₊、A₃₊……A₉₊、A_A+}，P₁₂的开关K_B2可连接有{A_1-、A_2-、A_3-……A_9-、A_A-}；多路选择器P₁₁与P₁₂相互联动，当P₁₁连接A₁₊的同时P₁₂连接A_1-，从而快速将检测单元连接至电池单元A₁，在本实施例中为十选一的应用场景，可配置16路的多路选择器实现，同时采用联动控制，即将多路选择器P₁₁与P₁₂的控制信号配置为相同（例如，第一配置信息同为0X05，即将P₁₁与P₁₂连接电池单体A₅；或者第一配置信息为0Xkk，k=1、2、……、A，两个状态选择位分别对应P₁₁与P₁₂），可实现快速选择电池单元的目的，避免出现错选导致检测错误。在本实施例中，通过第一多路选择单元快速实现将检测单元定位至被标记为潜在热失控的电池单元，以为检测异常电池单体提供硬件支撑。

在本实施例中，检测单元被配置成采集电池单体的电压电流等电能参数的检测电路，通过电压电流换算得到电池单体的内阻，以对其进行评价；在一优选实施例中，检测单元配置在电池箱的BMS单元内，通过一检测单元配合第一多路选择单元实现仅利用单一检测电路同时检测管理所有电池单元内电池单体的目的，大大简化电路设计，同时逻辑可靠，便于规模化实施应用。

S103、根据第一电池单元内电池单体数量生成对应的第二检测信息，第二检测信息用以依次轮询第一电池单元内的电池单体，以将第一电池单元内的电池单体依次连接检测单元；在一实施例中，如图3所示，第二检测信息用以依次轮询第一电池单元内的电池单体，具体包括以下步骤：

S121、获取第二检测信息；其中，第二检测信息中包括第二多路选择单元的第二配置信息；

S122、根据第二配置信息配置第二多路选择单元依次轮询第一电池单元内的电池单体；其中，每一电池单体配置有一第二多路选择单元，第二多路选择单元包括两相互独立的多路选择器，用以选择连通的电池单体。

在一些实施例中，如图4所示，步骤S122具体包括如下步骤：

S131、提取第二配置信息，解析得到第二多路选择单元中两多路选择器的控制信号；

S132、根据控制信号配置第二多路选择单元的两多路选择器分别同时连接电池单体A_mn的E_mn与E_m（n+1），以将电池单元内的电池单体A_mn依次与检测单元连接。

其中，记第一电池单元A_m，其内包括n个电池单体，并通过连接电池单体正负极的连接片依次串联；记第一电池单元A_m内的电池单体A_mn，其正极引线端为E_mn、负极引线端为E_m（n+1）；m表示第一电池单元在电池箱内的编码。

在本实施例中，结合图10、图11所示，第二多路选择单元包括多路选择器P₂₁与P₂₂，电池单元A₁的电池单体{A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄}如图10所示相互串联；P₂₁与P₂₂可配置成4路的多路选择器；在一优选实施例中，结合图8-图11所示，第一电池单元内包括四个电池单体，并通过连接电池单体正负极的连接片依次串联，记电池单体A_mn，其正极引线端为E_mn、负极引线端为E_m（n+1）；其中，m表示电池单元对应的编码；在本实施例中，E₁₁为A₁₁正极引线端，E₁₂为A₁₁负极引线端同时为A₁₂正极引线端，并依次类推；控制信号配置第二多路选择单元的两多路选择器分别同时连接电池单体A_mn的E_mn与E_m（n+1），以将电池单元内的电池单体A_mn依次与检测单元连接。

在另一些实施例中，如图5所示，步骤S122具体包括如下步骤：

S131、提取第二配置信息，解析得到第二多路选择单元中两多路选择器的控制信号；

S133、根据控制信号配置第二多路选择单元的一多路选择器依序连接第一引线端组{E_m（2k）}的引线端，同时配置另一多路选择器依序连接第二引线端组{E_m（2k+1）}的引线端；其中，第一引线端组{E_m（2k）}、第二引线端组{E_m（2k+1）}为通过电池单体{A_m1、A_m2、……、A_mn}的引线端进行奇偶分组得到；k=1,2，……，（n-1）/2;结合图10、图11所示，第一引线端组{E₁₂、E₁₄}与多路选择器P₂₂连接，第二引线端组{E₁₁、E₁₃、E₁₅}与多路选择器P₂₁连接；控制信号配置第二多路选择单元的一多路选择器依序连接第一引线端组{E_m（2k）}的引线端，另一多路选择器依序连接第二引线端组{E_m（2k+1）}的引线端；在本实施例中，例如，多路选择器P₂₁的开关K₁₁连接E₁₁时，多路选择器P₂₂的开关K₁₂连接E₁₂（例如，P₂₁与P₂₂的控制信号同为0X01，即将P₂₁与P₂₂连接电池单体A₁₁；或者控制指号为0Xpq，p=0、1、2、3，q=0、1、2；两个状态选择位分别对应P₂₁与P₂₂，p=q=1时），此时检测单元检测电池单体A₁₁；随后保持多路选择器P₂₂的开关K₁₂的连接状态，多路选择器P₂₁的开关K₁₁切换连接至E₁₃（例如，P₂₁的控制信号为0X02，P₂₂的控制信号为0X01，即将P₂₁与P₂₂连接电池单体A₁₂；或者控制指号为0Xpq，p=0、1、2、3，q=0、1、2；两个状态选择位分别对应P₂₁与P₂₂，p=2，q=1时），此时检测单元检测电池单体A₁₂；而后保持多路选择器P₂₁的开关K₁₁的连接状态，多路选择器P₂₂的开关K₁₂切换连接至E₁₄（例如，P₂₁与P₂₂的控制信号同为0X02，即将P₂₁与P₂₂连接电池单体A₁₃；或者控制指号为0Xpq，p=0、1、2、3，q=0、1、2；两个状态选择位分别对应P₂₁与P₂₂，p=q=2时），此时检测单元检测电池单体A₁₃；如此第二多路选择单元的两多路选择器依次交替保持或切换，以实现电池单元A₁的电池单体{A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄}的轮询检测。

通过第二多路选择单元以轮询的方式快速获取电池单元内各电池单体的电能参数，对标记为潜在热失控风险的电池单元的模糊评价下沉至电池单体，为评价热失控预测提供电池单体级的数据支撑。

S104、根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为第一电池单元的异常电池单体。在本实施例中，随着电池单体的充放电过程，其内阻会增大，当一电池单体增大明显高于其他电池单体时，则容易发生热失控，这也成为电池单体需经分选成电压、电流、内阻相一致性原因；故本申请通过各电池单体的内阻的情况，以最大内阻作为标记为第一电池单元（即潜在热失控风险电池单元）的异常电池单体，快速高效，并通过研究该异常电池单体来研究其失效的原因，以持续优化电池箱设计与质量。

实施例2

如图7所示，一种电子设备，包括：处理器23和存储器21，存储器21用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被处理器23执行时，实现实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法。在本实施例中，电子设备还包括通信接口22，用以接收与发送数据；总线24，用以在电子设备内部传递数据。

在一些实施例中，电子设备被配置成储能电池箱，如图8-图10所示，四个电池单体通过连接片211相互串联得到电池单元210；并由汇流结构220汇流各电池单元210。当储能电池箱的BMS单元开始预测潜在热失控风险时，便执行如实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，具体过程不再赘述。本申请通过内阻变化趋势的一致性，快速筛查预测潜在热失控电池单元，并通过多路选择组件以轮询的方式快速获取电池单元内各电池单体的电能参数，对标记为潜在热失控风险的电池单元的模糊评价下沉至电池单体，为评价热失控预测提供电池单体级的数据支撑；并持续优化电池箱设计与质量。

实施例3

如图12所示，一种基于DCR的圆柱锂电池热失控预测装置300，包括：

获取单元301，用以获取利用DCR算法进行预测的潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；其中，DCR算法为计算直流阻抗方法；具体的如图6所示，利用直流阻抗来预测潜在热失控的方式包括如下步骤：

当充放电状态发生变化时，获取状态前后t1、t2时刻每一电池单元的电压u1、u2以及电流i1、i2；

判断i2-i1的绝对值是否大于0.1C；其中，C为电池单元的容量；例如，电池单元的容量为10Ah，0.1C即为1Ah；

当大于时，计算此时电池单元的dcr，其中，dcr=（u2-u1）/（i2-i1），并将该dcr添加至该电池单元的内阻序列；

判断内阻序列内dcr的数量是否大于第一阈值；为防止个别dcr的影响造成偏差过大，第一阈值配置为100（相当于从0到100%进行10次充电或放电过程），即当内阻序列中存在超过100个dcr值后，开始对电池单元进行变化趋势的判断；

当大于时，则通过内阻序列得到该电池单元内阻变化趋势线；在本实施例中，在10次充电或放电过程中（一般地，为5次充电及5次放电过程中采集电压电流），0到100%的每10%及存在一个对应的dcr值，通过拟合得到内阻变化趋势线

判断电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值是否符合第二阈值；需要说的是，内阻变化趋势线为横坐标为电量百分比，纵坐标为阻值的变化曲线；通过其变化趋势的相关性的绝对值，来筛选不符合变化规律的内阻，并以此来预测为潜在热失控电池单元。

当相关性的绝对值超出第二阈值，则标记该电池单元为潜在热失控的电池单元；在一优选实施例中，第二阈值的绝对值配置为大于等于0.95并小于等于1；当电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值超出[0.95,1],即判定该电池单元内阻变化不符合规律，存在热失控的潜在风险。

在本实施例中，采用多次充放电采集内阻以通过内阻变化趋势的相关性来筛选潜在热失控的电池单元，此过程高效且准确性高；为继续筛选电池单元内异常电池单体提供很好的基础。

第一处理单元302，用以根据第一电池单元在电池箱内的位置编码生成对应的第一检测信息，第一检测信息用以配置将第一电池单元连接检测单元；其中，检测单元用以采集电能参数；在一实施例中，第一检测信息中包括第一多路选择单元的第一配置信息；根据第一配置信息配置第一多路选择单元分别连通第一电池单元两端，以将第一电池单元连接检测单元；其中，第一多路选择单元包括两相互联动的多路选择器，用以选择连通的电池单元。

在本实施例中，如图11所示，第一多路选择单元包括多路选择器P₁₁、P₁₂，其中，多路选择器P₁₁连接电池箱内所有电池单元的正极，多路选择器P₁₂连接电池箱内所有电池单元的负极；如图8-图11所示，P₁₁的开关K_B1可连接有{A₁₊、A₂₊、A₃₊……A₉₊、A_A+}，P₁₂的开关K_B2可连接有{A_1-、A_2-、A_3-……A_9-、A_A-}；多路选择器P₁₁与P₁₂相互联动，当P₁₁连接A₁₊的同时P₁₂连接A_1-，从而快速将检测单元连接至电池单元A₁，在本实施例中为十选一的应用场景，可配置16路的多路选择器实现，同时采用联动控制，即将多路选择器P₁₁与P₁₂的控制信号配置为相同（例如，第一配置信息同为0X05，即将P₁₁与P₁₂连接电池单体A₅；或者第一配置信息为0Xkk，k=1、2、……、A，两个状态选择位分别对应P₁₁与P₁₂），可实现快速选择电池单元的目的，避免出现错选导致检测错误。在本实施例中，通过第一多路选择单元快速实现将检测单元定位至被标记为潜在热失控的电池单元，以为检测异常电池单体提供硬件支撑。

在本实施例中，检测单元被配置成采集电池单体的电压电流等电能参数的检测电路，通过电压电流换算得到电池单体的内阻，以对其进行评价；在一优选实施例中，检测单元配置在电池箱的BMS单元内，通过一检测单元配合第一多路选择单元实现仅利用单一检测电路同时检测管理所有电池单元内电池单体的目的，大大简化电路设计，同时逻辑可靠，便于规模化实施应用。

第二处理单元303，用以根据第一电池单元内电池单体数量生成对应的第二检测信息，第二检测信息用以依次轮询第一电池单元内的电池单体，以将第一电池单元内的电池单体依次连接检测单元；在一实施例中，第二检测信息中包括第二多路选择单元的第二配置信息；根据第二配置信息配置第二多路选择单元依次轮询第一电池单元内的电池单体；其中，每一电池单体配置有一第二多路选择单元，第二多路选择单元包括两相互独立的多路选择器，用以选择连通的电池单体。

在一些实施例中，通过提取第二配置信息，解析得到第二多路选择单元中两多路选择器的控制信号；根据控制信号配置第二多路选择单元的两多路选择器分别同时连接电池单体A_mn的E_mn与E_m（n+1），以将电池单元内的电池单体A_mn依次与检测单元连接。其中，记第一电池单元A_m，其内包括n个电池单体，并通过连接电池单体正负极的连接片依次串联；记第一电池单元A_m内的电池单体A_mn，其正极引线端为E_mn、负极引线端为E_m（n+1）；m表示第一电池单元在电池箱内的编码。

在本实施例中，结合图10、图11所示，第二多路选择单元包括多路选择器P₂₁与P₂₂，电池单元A₁的电池单体{A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄}如图10所示相互串联；P₂₁与P₂₂可配置成4路的多路选择器；在一优选实施例中，结合图8-图11所示，第一电池单元内包括四个电池单体，并通过连接电池单体正负极的连接片依次串联，记电池单体A_mn，其正极引线端为E_mn、负极引线端为E_m（n+1）；其中，m表示电池单元对应的编码；在本实施例中，E₁₁为A₁₁正极引线端，E₁₂为A₁₁负极引线端同时为A₁₂正极引线端，并依次类推；控制信号配置第二多路选择单元的两多路选择器分别同时连接电池单体A_mn的E_mn与E_m（n+1），以将电池单元内的电池单体A_mn依次与检测单元连接。

在另一些实施例中，通过提取第二配置信息，解析得到第二多路选择单元中两多路选择器的控制信号；根据控制信号配置第二多路选择单元的一多路选择器依序连接第一引线端组{E_m（2k）}的引线端，同时配置另一多路选择器依序连接第二引线端组{E_m（2k+1）}的引线端；其中，第一引线端组{E_m（2k）}、第二引线端组{E_m（2k+1）}为通过电池单体{A_m1、A_m2、……、A_mn}的引线端进行奇偶分组得到；k=1,2，……，（n-1）/2;结合图10、图11所示，第一引线端组{E₁₂、E₁₄}与多路选择器P₂₂连接，第二引线端组{E₁₁、E₁₃、E₁₅}与多路选择器P₂₁连接；控制信号配置第二多路选择单元的一多路选择器依序连接第一引线端组{E_m（2k）}的引线端，另一多路选择器依序连接第二引线端组{E_m（2k+1）}的引线端；在本实施例中，例如，多路选择器P₂₁的开关K₁₁连接E₁₁时，多路选择器P₂₂的开关K₁₂连接E₁₂（例如，P₂₁与P₂₂的控制信号同为0X01，即将P₂₁与P₂₂连接电池单体A₁₁；或者控制指号为0Xpq，p=0、1、2、3，q=0、1、2；两个状态选择位分别对应P₂₁与P₂₂，p=q=1时），此时检测单元检测电池单体A₁₁；随后保持多路选择器P₂₂的开关K₁₂的连接状态，多路选择器P₂₁的开关K₁₁切换连接至E₁₃（例如，P₂₁的控制信号为0X02，P₂₂的控制信号为0X01，即将P₂₁与P₂₂连接电池单体A₁₂；或者控制指号为0Xpq，p=0、1、2、3，q=0、1、2；两个状态选择位分别对应P₂₁与P₂₂，p=2，q=1时），此时检测单元检测电池单体A₁₂；而后保持多路选择器P₂₁的开关K₁₁的连接状态，多路选择器P₂₂的开关K₁₂切换连接至E₁₄（例如，P₂₁与P₂₂的控制信号同为0X02，即将P₂₁与P₂₂连接电池单体A₁₃；或者控制指号为0Xpq，p=0、1、2、3，q=0、1、2；两个状态选择位分别对应P₂₁与P₂₂，p=q=2时），此时检测单元检测电池单体A₁₃；如此第二多路选择单元的两多路选择器依次交替保持或切换，以实现电池单元A₁的电池单体{A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄}的轮询检测。

通过第二多路选择单元以轮询的方式快速获取电池单元内各电池单体的电能参数，对标记为潜在热失控风险的电池单元的模糊评价下沉至电池单体，为评价热失控预测提供电池单体级的数据支撑。

第三处理单元304，用以根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为第一电池单元的异常电池单体。在本实施例中，随着电池单体的充放电过程，其内阻会增大，当一电池单体增大明显高于其他电池单体时，则容易发生热失控，这也成为电池单体需经分选成电压、电流、内阻相一致性原因；故本申请通过各电池单体的内阻的情况，以最大内阻作为标记为第一电池单元（即潜在热失控风险电池单元）的异常电池单体，快速高效，并通过研究该异常电池单体来研究其失效的原因，以持续优化电池箱设计与质量。

实施例4

一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现实施例1中基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

上述实施例阐明的系统、装置或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本说明书实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序单元。一般地，程序单元包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例。

Claims (9)

1.一种基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取利用DCR算法进行预测的潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；

根据所述第一电池单元在电池箱内的位置编码生成对应的第一检测信息，第一检测信息用以配置将所述第一电池单元连接检测单元；其中，所述检测单元用以采集电能参数；

根据所述第一电池单元内电池单体数量生成对应的第二检测信息，第二检测信息用以依次轮询所述第一电池单元内的电池单体，以将第一电池单元内的电池单体依次连接所述检测单元；

根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过所述电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为所述第一电池单元的异常电池单体；

利用DCR算法预测热失控的电池单元具体包括如下步骤：

当充放电状态发生变化时，获取状态前后t1、t2时刻每一电池单元的电压u1、u2以及电流i1、i2；

判断i2-i1的绝对值是否大于0.1C；其中，C为电池单元的容量；

当大于时，计算此时电池单元的dcr，其中，dcr=（u2-u1）/（i2-i1），并将该dcr添加至该电池单元的内阻序列；

判断所述内阻序列内dcr的数量是否大于第一阈值；

当大于时，则通过内阻序列得到该电池单元内阻变化趋势线；

判断电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值是否符合第二阈值；

当相关性的绝对值超出第二阈值，则标记该电池单元为潜在热失控的电池单元。

2.根据权利要求1所述的基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，其特征在于，所述第一检测信息用以配置将所述第一电池单元连接检测单元，具体包括以下步骤：

获取所述第一检测信息；其中，第一检测信息中包括第一多路选择单元的第一配置信息；

根据所述第一配置信息配置第一多路选择单元分别连通所述第一电池单元两端，以将所述第一电池单元连接检测单元；其中，所述第一多路选择单元包括两相互联动的多路选择器，用以选择连通的电池单元。

3.根据权利要求1或2所述的基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，其特征在于，所述第二检测信息用以依次轮询所述第一电池单元内的电池单体，具体包括以下步骤：

获取所述第二检测信息；其中，第二检测信息中包括第二多路选择单元的第二配置信息；

根据所述第二配置信息配置第二多路选择单元依次轮询所述第一电池单元内的电池单体；其中，每一电池单体配置有一所述第二多路选择单元，第二多路选择单元包括两相互独立的多路选择器，用以选择连通的电池单体。

4.根据权利要求3所述的基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，其特征在于，第二配置信息配置第二多路选择单元依次轮询所述第一电池单元内的电池单体具体包括如下步骤：

提取第二配置信息，解析得到所述第二多路选择单元中两多路选择器的控制信号；

根据所述控制信号配置第二多路选择单元的两多路选择器分别同时连接电池单体A_mn的E_mn与E_m（n+1），以将电池单元内的电池单体A_mn依次与检测单元连接；其中，记第一电池单元A_m，其内包括n个电池单体，并通过连接电池单体正负极的连接片依次串联；记第一电池单元A_m内的电池单体A_mn，其正极引线端为E_mn、负极引线端为E_m（n+1）；m表示第一电池单元在电池箱内的编码。

5.根据权利要求4所述的基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，其特征在于：

所述控制信号配置第二多路选择单元的一多路选择器依序连接第一引线端组{E_m（2k）}的引线端，同时配置另一多路选择器依序连接第二引线端组{E_m（2k+1）}的引线端；其中，第一引线端组{E_m（2k）}、第二引线端组{E_m（2k+1）}为通过电池单体{A_m1、A_m2、……、A_mn}的引线端进行奇偶分组得到。

6.根据权利要求1所述的基于DCR的圆柱锂电池热失控预测方法，其特征在于，所述第一阈值为100；第二阈值为大于等于0.95并小于等于1。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现权利要求1-6任一项所述的方法。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

9.一种基于DCR的圆柱锂电池热失控预测装置，其特征在于，包括：

获取单元，用以获取利用DCR算法进行预测的潜在热失控的电池单元，并将其标记为第一电池单元；

第一处理单元，用以根据所述第一电池单元在电池箱内的位置编码生成对应的第一检测信息，第一检测信息用以配置将所述第一电池单元连接检测单元；其中，所述检测单元用以采集电能参数；

第二处理单元，用以根据所述第一电池单元内电池单体数量生成对应的第二检测信息，第二检测信息用以依次轮询所述第一电池单元内的电池单体，以将第一电池单元内的电池单体依次连接所述检测单元；

第三处理单元，用以根据第一检测信息与第二检测信息依次采集第一电池单元内的所有电池单体的电能参数，通过所述电能参数计算得到第一电池单元内各电池单体的内阻，并筛选出内阻最大的电池单体，并将其标记为所述第一电池单元的异常电池单体；

利用DCR算法预测热失控的电池单元具体包括如下步骤：

当充放电状态发生变化时，获取状态前后t1、t2时刻每一电池单元的电压u1、u2以及电流i1、i2；

判断i2-i1的绝对值是否大于0.1C；其中，C为电池单元的容量；

当大于时，计算此时电池单元的dcr，其中，dcr=（u2-u1）/（i2-i1），并将该dcr添加至该电池单元的内阻序列；

判断所述内阻序列内dcr的数量是否大于第一阈值；

当大于时，则通过内阻序列得到该电池单元内阻变化趋势线；

判断电池单元内阻变化趋势线的相关性的绝对值是否符合第二阈值；

当相关性的绝对值超出第二阈值，则标记该电池单元为潜在热失控的电池单元。