WO2018113773A1 - 一种电池微短路的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种电池微短路的检测方法及装置，所述方法包括：获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值，在给定相同的激励条件下，所述虚拟参考电池的响应与所述目标电池的响应相同；获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值；根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值；计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路。采用本实施例，具有可提高电池微短路检测的准确性，增强电池微短路检测的适用性，降低电池故障的误判率的优点。

Description

一种电池微短路的检测方法及装置 技术领域

本发明涉及电池管理领域，尤其涉及一种电池微短路的检测方法及装置。

背景技术

二次电池又称为充电电池或蓄电池，二次电池的使用过程中受到电池原材料、或者电池使用方式等因素影响，可能出现热失控、过充电或者过放电等安全问题。其中热失控是电池安全问题的最终表现形式，而导致热失控的主要原因之一就是电池的微短路。电池的微短路主要包括外部因素引发的微短路和电池内部结构变化自引发的微短路等。其中，电池内部结构变化自引发的微短路具有一个漫长的演化过程，电池的微短路初期现象不显著，而且电池微短路的诊断容易与电池的螺栓松动等问题混淆，识别难度大。由多个单体电池组成的电池组中某个单体电池出现微短路的现象具有偶然性，加大了从电池组中识别出现微短路的单体电池的难度。然而，电池微短路的后期可能导致电池热失控等严重的安全问题，电池微短路的检测是亟待解决的电池安全问题之一。

现有技术通过采集二次电池组中每个单体电池的端电压Ui以及单体电池的输出电流I，计算每个单体电池的等效内阻Zi，并通过Zi与基准电阻的差值ΔZi确定单体电池是否出现微短路。其中，基准电阻为电池组中所有单体电池的等效内阻的平均值。若电池组中串联的单体电池的数量较多，则现有技术的微短路检测方式实时计算各个单体电池的等效内阻的计算量大，对电池管理系统(英文：Battery Management System，BMS)的硬件要求高，实现难度大。此外，随着电池组的老化，电池组中各个单体电池的不一致性会增加，用ΔZi值判断电池微短路时容易将电池的不一致性判断为微短路，而且容易将接触电阻等故障导致的内阻变化误报为微短路，误判概率高，适用性差。

发明内容

本发明实施例提供一种电池微短路的检测方法及装置，可提高电池微短路检测的准确性，增强电池微短路检测的适用性，降低电池故障的误判率。

第一方面提供了一种电池微短路的检测方法，其可包括：

获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值，在给定相同的激励条件下，所述虚拟参考电池的响应与所述目标电池的响应相同；

获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值；

根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值；

计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例采用虚拟参考电池来仿真目标电池的工作状态，在给定的激励条件相同 的情况下，虚拟参考电池的响应与目标电池的响应相同。因此可通过比较目标电池工作过程中，虚拟参考电池与目标电池的电池参数值的差值确定目标电池是否发生了微短路，操作简单。即使是电池内短路的微小迹象也可以通过比较参数值的差值检测得到，从而可从微小短路开始监控电池的微短路状态，提高了电池内短路的检测精确性，降低电池故障的误判率，可从电池短路的早期开始监控，更好地预防单体电池的微短路带来电池热失控等危险。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

所述根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值包括：

根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

所述计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路包括：

根据所述目标端电压值计算所述目标电池的目标剩余电量，并计算所述目标剩余电量与所述参考剩余电量的电量差值；

根据所述电量差值确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例可通过电池的端电压值和电流值等电池参数值，确定在相同温度的激励条件下，参考虚拟电池和目标电池的剩余电池电量的差值，通过剩余电池电量的差值确定电池发生微短路。通过电池的剩余电量的比较来确定目标电池是否发生了微短路等故障，操作简单，适用性高。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

所述根据所述电量差值确定所述目标电池发生微短路包括：

计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例可在电池工作过程中的任意两个时刻，检测参考虚拟电池和目标电池的剩余电量的差值，通过两个时刻对应的两个剩余电量差值的差值计算目标电池的漏电流值。通过漏电流值更加直观明了地确定目标电池的微短路状态，判断更精确，适用性更高。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量 差值；

所述根据所述电量差值确定所述目标电池发生微短路包括：

计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

计算所述目标电池在所述时间长度上的平均电压值，并结合所述漏电流值确定所述目标电池的微短路电阻；

若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例获取得到目标电池的漏电流值之后，可进一步计算目标电池的微短路电阻。通过微短路电阻更加直观明了地确定目标电池的微短路状态，增加了电池微短路检测方式的多样性，灵活性高。通过微短路电阻的计算也可定量检测出目标电池的微短路的电阻阻值，判断更精确，降低了电池故障的误判率，适用性更高。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；

所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

所述根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值包括：

根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

根据所述参考剩余电量和所述电流值确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考端电压值；

所述计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路包括：

计算所述目标端电压值与所述参考端电压值的电压差值，并根据所述电压差值确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例可通过目标电池的端电压值和电流值等电池参数值，确定在相同温度的激励条件下，参考虚拟电池的端电压值，通过参考虚拟电池与目标电池的端电压的差值确定目标电池发生微短路，端电压的检测简单，实现难度小，增强了电池微短路检测的适用性。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述根据所述电压差值确定所述目标电池发生微短路包括：

若所述电压差值大于预设电压阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例可在参考虚拟电池与目标电池的端电压的差值大于预设电压阈值的场景下确定目标电池发生了微短路，根据端电压差值与预设电压阈值的比较结果确定目标电池发生微短路，提高了电池微短路的检测灵活性，适用性更高。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述电压差值确定所述目标电池发生微短路包括：

根据所述电压差值和所述目标电池的电流值计算所述虚拟参考电池和所述目标电池的剩余电量的电量差值；

若所述电量差值大于预设电量阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

本发明实施例可根据参考虚拟电池与目标电池的端电压的差值，确定参考虚拟电池与目标电池的电量差值，通过电压差值确定电量差值，进而通过电量差值确定目标电池发生微短路，增强了电池微短路的检测方式的多样性，提高了电池微短路检测灵活性的，适用性更高。

结合第一方面第五种可能的实现方式或者第一方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述根据所述参考剩余电量和所述电流值确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考端电压值包括：

根据所述参考剩余电量确定所述虚拟参考电池的元件参数，所述虚拟参考电池中包含等效电路，所述元件参数为所述等效电路上的元件在所述温度参数值下的参数值；

根据所述电流值和所述元件参数确定所述元件的端电压值，并根据所述元件的端电压值确定所述虚拟参考电池的参考端电压值。

本发明实施例可将温度等环境因素对虚拟参考电池包含的等效电路的元件参数的影响考虑到参考虚拟电池的端电压值的确定中，进一步提高了虚拟参考电池与目标电池的仿真准确性，提高了目标电池的微短路的检测准确性。

结合第一方面至第一方面第七种可能的实现方式中任一种，在第八种可能的实现方式中，所述虚拟参考电池为基于目标电池的电化学参数或者物理参数，通过数学等效或者电化学建模等途径建立的电池模型，所述电池模型包括等效电路模块或者电化学模型。

本发明实施例可采用多种方式建立虚拟电池模型，通过建模的方式得到虚拟参考电池，通过虚拟参考电池仿真目标电池以判断目标电池是否正常运作，操作灵活，适用性强。

第二方面提供了一种电池微短路的检测装置，其可包括：

获取模块，用于获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值，在给定相同的激励条件下，所述虚拟参考电池的响应与所述目标电池的响应相同；

所述获取模块，还用于获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值；

确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值；

计算模块，用于计算所述获取模块获取的所述目标电池参数值与所述确定模块确定的所述参考电池参数值的差值；

所述确定模块，还用于根据所述计算模块计算得到的所述差值确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

所述确定模块用于：

根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

所述计算模块用于：

根据所述目标端电压值计算所述目标电池的目标剩余电量，并计算所述目标剩余电量与所述参考剩余电量的电量差值；

所述确定模块用于根据所述计算模块计算得到的所述电量差值确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

所述确定模块用于：

计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

所述计算模块用于：

计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

计算所述目标电池在所述时间长度上的平均电压值，并结合所述漏电流值确定所述目标电池的微短路电阻；

所述确定模块用于：

若所述计算计算得到的所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；

所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

所述确定模块用于：

根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

根据所述参考剩余电量和所述电流值确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考端电压值；

所述计算模块用于：

计算所述目标端电压值与所述参考端电压值的电压差值；

所述确定模块还用于根据所述计算模块计算的所述电压差值确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述确定模块用于：

在所述计算模块计算得到所述电压差值大于预设电压阈值时，确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述确定模块用于：

根据所述电压差值和所述目标电池的电流值计算所述虚拟参考电池和所述目标电池的剩余电量的电量差值；

若所述电量差值大于预设电量阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

结合第二方面第五种可能的实现方式或者第二方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述确定模块用于：

根据所述参考剩余电量确定所述虚拟参考电池的元件参数，所述虚拟参考电池中包含等效电路，所述元件参数为所述等效电路上的元件在所述温度参数值下的参数值；

根据所述电流值和所述元件参数确定所述元件的端电压值，并根据所述元件的端电压值确定所述虚拟参考电池的参考端电压值。

结合第二方面至第二方面第七种可能的实现方式中任一种，在第八种可能的实现方式中，所述虚拟参考电池为基于目标电池的电化学参数或者物理参数，通过数学等效或者电化学建模等途径建立的电池模型，所述电池模型包括等效电路模块或者电化学模型。

第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储一组程序代码；

所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码执行上述第一方面提供的方法。

本发明实施例可采用等效电路模型和电化学模型等电池模型作为虚拟参考电池，通过虚拟参考电池仿真目标电池的工作状态，进而可通过虚拟参考电池与目标电池的电池参数值的差异判断目标电池是否发生微短路。本发明实施例可以采集目标电池的端电压值以及工作电流值等电池参数值，进而可计算目标电池的剩余电量、虚拟参考电池的端电压以及剩余电量等电池参数，进而可通过虚拟参考电池与目标电池的端电压或者剩余电量的差异确定目标电池发生了微短路，所需存储的数据量和数据的计算量较小，降低了电池微短路的检测难度，适用性高。进一步的，本发明实施例可根据目标电池的漏电流值估计出其微短路电阻阻值，可以在目标电池尚未发生严重的微短路之前对目标电池的微短路情况进行检测，可提前检测到微小的微短路，并给出定量结果，可提高微短路检测的准确性，降低电池故障的误判率，从而达到提前预防的目的，提高电池的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附 图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电池微短路检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的虚拟参考电池的模型示意图；

图3是本发明实施例提供的微短路检测单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的电池微短路的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的电池微短路的检测方法可应用于终端设备，上述终端设备具体可内置于现有的BMS中，也可为包含现有的BMS的设备，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。该终端设备也可称之为用户设备(英文：user equipment，UE)、移动台(英文：mobile station，MS)、移动终端(英文：mobile terminal)等。上述终端设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置式或者车载式等移动装置。例如，终端设备可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、或具有移动性质的计算机、或电动汽车等。应理解的是，除了终端设备以外，本发明实施例提供的电池微短路的检测方法也可以应用于其他使用二次电池的装置中，在此不做限制。本发明实施例中所描述的待检测的目标电池可以是串联电池组中的某个单体电池，也可为独立工作的单个电池，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。

参见图1，是本发明实施例提供的电池微短路检测系统的结构示意图。本发明实施例提供的电池微短路检测系统可为上述终端设备中包含的电池微短路检测系统，也可为内置于现有的BMS中的电池微短路系统，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本发明实施例提供的电池微短路检测系统包括目标电池、目标电池的监控管理单元、虚拟参考电池以及微短路检测单元等。其中，上述目标电池具体可为需要进行微短路检测的电池。上述目标电池的监控管理单元具体可为现有的BMS或者BMS中包含的相关监控管理单元，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。上述监控管理单元可用于记录目标电池的工作状态数据，包括各个充放电时刻上目标电池的端电压值、工作电流值或者温度参数值等电池参数。上述微短路检测单元用于根据虚拟参考电池与目标电池的电池参数值的差异确定目标电池是否发生微短路，以及目标电池发生微短路的短路电阻值的计算等。其中，上述微短路检测单元还用于计算虚拟参考电池的端电压值、剩余电量值以及老化后的电池器件参数值等，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。

在目标电池的充放电过程中，BMS系统可实时记录目标电池的端电压值及工作电流值、温度值等电池参数，并将目标电池的工作电流值、温度值作为参考虚拟电池的输入。虚拟参考电池在输入电流、给定温度等电池参数的激励下，会产生与该输入电流值以及温度值等电池参数相关的参考端电压值。微短路检测单元可比较目标电池的实际端电压(可设为目标端电压)和虚拟参考电池的参考端电压，得到一个差值电压，进而可根据差值电压确定目标电池是否发生了微短路。进一步的，本发明实施例也可根据目标电池的端电压值等 参数确定目标电池的剩余电量与参考虚拟电池的剩余电量的差值，通过剩余电量的差异确定目标电池是否发生了微短路。

上述虚拟参考电池可为基于目标电池的电化学参数或者物理参数，通过数学等效或者电化学建模等途径建立的电池模型。虚拟参考电池为目标电池的等效电池模型，即，在给定的激励条件(即输入)相同时，虚拟参考电池的响应(即输出)与目标电池的响应相同。其中，上述激励条件可包括工作电流、温度以及压力等。

在一些可行的实施方式中，参见图2，是本发明实施例提供的虚拟参考电池的模型示意图。本发明实施例提供的虚拟参考电池可采用一阶戴维南等效电路的虚拟电池模型，其中包括电阻R ₀、R ₁和电容C ₁等元件。该虚拟电池模型可用安时积分法对自身的电池电量(英文：State of Charge，SOC)进行修正，等效电路中的RC端电压通过对电流的积分获得。

在一些可行的实施方式中，为了保障虚拟参考电池对目标电池的仿真准确性，使得虚拟参考电池可以实时反映目标电池的状态，需要在虚拟参考电池的生命周期初期进行虚拟参考电池的初始化。虚拟参考电池初始化(假设t0时刻)时，可根据t0时刻目标电池的端电压(设为V _{B_real})、工作电流(设为i _B)、温度(设为Temp _B)，计算得到此时目标电池的开路电压(设为OCV(t0))、SOC(t0)，以及对应的一阶戴维南电路中的电阻R ₀(t0)、R ₁(t0)、电容C ₁(t0)，以及电容C ₁两端的端电压V _C1(t0)，并将上述所述OCV(t0)、SOC(t0)、i _B、Temp _B、R ₀(t0)、R ₁(t0)、C ₁(t0)、V _C1(t0)作为图2所示的虚拟电池模型的初始化参数。

需要说明的是，虚拟参考电池初始化完成之后，虚拟参考电池的端电压、工作电流、温度以及SOC等电池参数的值，与目标电池此时的各电池参数的值保持一致。其中，上述保持一致指代相同或者近乎相同。其中，上述近乎相同指代虚拟参考电池的电池参数的值与目标电池的电池参数的值的差值在预设的差值范围内，该差值范围为允许的误差范围，或者该差值对目标电池的管理的影响可以忽略不计。

虚拟电池模型一旦初始化完成，则可只需接收目标电池的工作电流、温度等参数值，进而可获得虚拟参考电池的剩余电量以及端电压等参数值。若目标电池不存在短路，则在任意充放电时刻，虚拟参考电池的剩余电量、端电压等电池参数的值和目标电池的剩余电量、端电压等电池参数的值保持一致(此处的一致并非数学上的完全相同，而是指数值相近，大小差异在工程允许的范围内等)。若目标电池存在短路现象，则即使在初始化时刻参考虚拟电池和目标电池的各电池参数的值都保持一致，目标电池的剩余电量等电池参数值的变化趋势会因为电池内短路而与虚拟电池的剩余电量等电池参数的变化趋势不同。具体表现可包括：短路电阻会加快目标电池的剩余电量的下降，使得参考虚拟电池的剩余电量值与目标电池的剩余电量值的差值逐渐增加，同时二者端电压值的差距也会随之逐渐增大。因此，本发明实施例可通过识别参考虚拟电池的剩余电量与目标电池的剩余电量的差异变化趋势，或者参考虚拟电池的端电压与目标电池的端电压的差异变化趋势等电池参数的差异变化趋势判断目标电池是否存在微短路。

在一些可行的实施方式中，虚拟参考电池还可采用电化学模型的实现方式。其中，上述电化学模型具体可为现有文献中的P2D模型或者其他模型，在此不做限制。本发明实施例将以P2D模型为例进行说明，该模型仅是示例性的，旨在用于解释本发明实施例而不对 本发明实施例进行限制。

下面将以图2所示的等效电路的虚拟电池模型为例，结合图3至图5对本发明实施例提供的电池微短路的检测方法及装置进行具体描述。

参见图3，是本发明实施例提供的微短路检测单元的结构示意图。如图3所示，本发明实施例提供的微短路检测单元可包括：存储器100、处理器200以及显示器300等。其中，存储器100存储一组程序代码，该程序代码用于实现虚拟参考电池的充放电状态的辨识、充放电电流大小的检测、端电压大小的检测、电池电量的估计、充电时间的记录以及目标电池微短路电阻的计算等操作。处理器200用于读取存储器100中的程序代码，然后执行程序代码定义的方法。例如，处理器200可读取存储器100中存储的程序代码执行电池的微短路检测等操作。

处理器200可以包括一个或多个处理器，例如，处理器200可以包括一个或多个中央处理器。当处理器200包括多个处理器时，这多个处理器可以集成在同一块芯片上，也可以各自为独立的芯片。一个处理器可以包括一个或多个处理核，以下实施例均以多核为例来介绍，但是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法也可以应用于单核处理器，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。

另外，存储器100还存储有除程序代码之外的其他数据，其他数据可包括处理器执行上述程序代码之后产生的数据，例如虚拟参考电池充电过程中的端电压值等。存储器100一般包括内存和外存。内存可以为随机存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，以及高速缓存(CACHE)等。外存可以为硬盘、光盘、USB盘、软盘或磁带机等。程序代码通常被存储在外存上，处理器在执行处理前会将程序代码从外存加载到内存。

参见图4，是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的流程示意图。本发明实施例提供的方法包括步骤：

S401，获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值。

在一些可行的实施方式中，微短路检测单元(本发明实施例将以终端设备为执行主体进行说明，以下简称终端)可通过现有的BMS采集电池系统正常运行时目标电池的充放电数据，进而可根据BMS采集的充放电数据确定任一时刻目标电池的电池参数值。

在一些可行的实施方式中，终端检测目标电池的状态(即是否发生微短路)时，可从BMS采集到的充放电数据中获取目标电池在初始时刻的电池参数值(即目标初始电池参数值)。终端也可直接检测目标电池的初始时刻的电池参数值，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。进一步的，终端可根据目标电池的目标初始电池参数值确定虚拟参考电池在初始时刻的电池参数值(即参考初始电池参数值)。其中，上述初始时刻可为虚拟参考电池的初始化时刻，也可为虚拟参考电池初始化之后的任意一个时刻，并且在该时刻，虚拟参考电池的参考初始电池参数值与目标电池的目标初始电池参数值相同。由于初始时刻虚拟参考电池与目标电池的电池参数值相同，因此在初始时刻之后的任意时刻，若虚拟参考电池与目标电池的电池参数值之间存在差值，则可根据差值确定目标电池是否发生微短路。

进一步的，在一些可行的实施方式中，上述初始时刻也可为虚拟参考电池初始化之后 的任意一个时刻，并且此时虚拟参考电池的参考初始电池参数值和目标电池的目标初始电池参数值之间存在差值。此时，上述参考初始电池参数值和目标初始电池参数值均可通过虚拟参考电池初始化时目标电池的电池参数值计算得到，并且在初始时刻之后的任意时刻，可根据虚拟参考电池与目标电池的电池参数值的差值的变化趋势确定目标电池是否发生微短路。

具体实现中，上述目标初始电池参数值中可包括目标电池的初始SOC、端电压值、温度参数值以及工作电流值等。上述参考初始电池参数值中可包括虚拟参考电池的初始SOC、端电压值、温度参数值以及等效电路中的元件参数值等，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。

S402，获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值。

在一些可行的实施方式中，终端可在目标电池的充放电工作过程中，获取目标电池在初始时刻之后的某个时刻(即指定时刻)的电池参数值(即目标电池参数值)。具体的，终端可从BMS记录的数据中获取上述目标电池参数值，也可自行检测得到。本发明实施例将以从BMS记录的数据中获取的方式为例进行说明，下面不再赘述。其中，上述目标电池参数值可包括：目标电池的端电压值(即目标端电压值)、目标电池的工作电流值以及目标电池的温度参数值(或简称温度值)等。例如，终端通过虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值判断目标电池是否发生微短路时，可获取某个时刻目标电池的端电压值等电池参数，进而可结合初始时刻的电池参数值确定虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值。

在一些可行的实施方式中，终端可在目标电池的充放电工作过程中，获取目标电池在初始时刻之后的任意两个时刻(即指定时刻包括第一指定时刻和第二指定时刻)的电池参数值(即第一目标电池参数值和第二目标电池参数值)。其中，上述第一目标电池参数值或第二目标电池参数值也可包括目标电池的端电压值(即目标端电压值)、目标电池的工作电流值以及目标电池的温度参数值(或简称温度值)等。例如，若终端通过目标电池的漏电流值或者微短路电阻值来判断目标电池是否发生微短路，则可通过获取第一指定时刻和第二指定时刻的两组电池参数值来计算漏电流值或者微短路电阻值。若终端通过虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值变化趋势判断目标电池是否发生微短路，则可获取某两个时刻(如第一指定时刻和第二指定时刻)目标电池的端电压值等电池参数，进而可根据每个时刻虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值确定差值变化趋势，通过差值变化趋势确定目标电池是否发生微短路。

S403，根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值。

S404，计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，终端获取得到目标电池在指定时刻的目标电池参数值之后，可根据目标电池参数值以及虚拟参考电池的参考初始电池参数，确定虚拟参考电池在该指定时刻对应的电池参数值(即参考电池参数值)。进一步的，终端可根据参考电池参数值与目标电池参数值的差值判断目标电池是否发生微短路。

在一些可行的实施方式中，若初始时刻目标电池与虚拟参考电池的电池参数值相同， 即目标初始电池参数值与参考初始电池参数值相同，则终端可根据指定时刻目标电池与虚拟参考电池的电池参数值的差值确定目标电池是否发生了微短路。具体实现中，终端可以以时间长度为Ts的时间间隔记录目标电池的端电压值(即目标端电压值，记为V _{B_real})、工作电流值(记为i _B)、温度参数值(记为T _B)。上述指定时刻与初始时刻之间的时间长度可设为ΔT0，其中，ΔT0可为一个或者多个Ts，本发明实施例将以一个Ts为例进行说明。

具体实现中，终端可根据目标电池的电流值和目标电池的温度参数值等确定虚拟参考电池在上述ΔT0内的电池电量变化值，进而可根据虚拟参考电池的初始电池电量值确定虚拟参考电池的剩余电量(即参考剩余电量)。假设上述ΔT0等于Ts，虚拟剩余电量记为SOC _{virtua  l}(t ₀+T _s)，虚拟参考电池的初始电池电量值记为SOC _{virtua  l}(t ₀)，则

其中，上述t0为初始时刻，η为目标电池(也为虚拟参考电池)的充放电效率，C _B为目标电池(也为虚拟参考电池)在当前温度下的容量(即满充电压值)。

在一些可行的实施方式中，终端计算得到虚拟参考电池的剩余电量(即参考剩余电量)之后，则可将虚拟参考电池的剩余电量与目标电池的剩余电量(即目标剩余电量)进行比较，根据参考剩余电量和目标剩余电量的差值确定目标电池是否发生微短路。具体实现中，上述目标剩余电量可根据指定时刻检测到的目标电池的端电压和工作电流计算得到，操作简单。若初始时刻虚拟参考电池与目标电池的电池电量相同，而该指定时刻虚拟参考电池与目标电池的剩余电量不一致或者差值大于误差范围值，则可确定目标电池发生了微短路。或者，若初始时刻虚拟参考电池与目标电池的电池电量之间存在差值A，而该指定时刻虚拟参考电池与目标电池的剩余电量之间存在差值B，并且差值B大于差值A或者差值B与差值A之间的差值大于预设误差范围值，则可确定目标电池发生了微短路。

在一些可行的实施方式中，终端还可根据目标电池在初始化时刻之后的任意两个时刻的剩余电量的差值，确定目标电池的漏电流值，进而可根据漏电流值确定目标电池是否发生了微短路。具体实现中，假设终端在虚拟参考电池的初始化时刻之后，记录目标电池的目标电池参数的两个指定时刻分别为第一时刻和第二时刻，第一时刻和第二时刻之间的时间长度为ΔT1。终端可根据上述实现方式计算上述第一时刻，虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值(即第一电量差值)，以及所述第二时刻，虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值(即第二电量差值)。进一步的，可根据第一电量差值和第二电量差值之间的差值(即目标差值)和上述ΔT1确定目标电池的漏电流值I _leak。例如，若上述第一时刻即为T _c，第二时刻即为T _c+ΔT1，第一电量差值为ΔC _Tc，第二电量差值为ΔC _Tc+ΔT1，则有

I _leak＝(ΔC _Tc+ΔT1-ΔC _Tc)/ΔT1

需要说明的是，本发明实施例中描述的微短路可包括目标电池内部或正负极端子间发生的微小短路。具体实现中，上述微小短路的短路严重程度的定义与电池的电池电量或者电池形状等相关，也跟实际应用场景的检测需求相关，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。进一步的，本发明实施例采用虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的差值之间的差值来判断电池的短路状态，即使是电池内短路的微小迹象也可从电池的电量差异来检测得到，从而可从微小短路开始监控单体电池的内短路状态，提高了电池内短路的检 测精确性，降低电池故障的误判率，尽早预防单体电池的内短路带来电池热失控等危险。终端可通过漏电流值更加直观明了地确定目标电池的微短路状态

在一些可行的实施方式中，终端可根据电池组的单体电池的电池性能稳定性或者电压检测精度等电池特性参数，设定用于确定目标电池是否发生微短路的漏电流值的预设电流阈值。终端获取得到目标电池的漏电流值之后，则可将目标电池的漏电流值与预设电流阈值进行比较。若目标电池的漏电流值大于或者等于上述预设电流阈值，则可确定目标电池发生了微短路。若目标电池的漏电流值小于预设电流阈值，则可确定目标电池没有发生微短路。具体的，上述预设电流阈值可根据电池正常工作状态下的自放电电流值设定。其中，电池自放电电流值与电池本身特性有关，预设电流阈值可大于电池自放电电流值。具体实现中，预设电流阈值与电池性能稳定性以及电压检测精度等电池特性参数有关，若电池性能稳定性差，电压检测精度低，则可将预设电流阈值设为较大值，以避免因为电压检测精度差等因素造成电池微短路的误判。此外，预设电流阈值的设定还可与开发者对电池微短路检测所采用的检测算法的误判率以及主要识别的微短路程度的需求之间的权衡相关。若要求检测算法的误判率低，可适当提高预设电流阈值；若要求从待测电池单体的非常微小的微短路开始识别目标电池的微短路状态，则可适当降低此阈值，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。

进一步的，在一些可行的实施方式中，终端获取得到目标电池的漏电流值之后，还可对可能出现负值的漏电流值进行修正，以提高漏电流值的计算精度。具体的，若计算得到的漏电流值小于零，则可加大ΔT1的长度并重新计算目标电池的漏电流值。即，终端可重新选择两个指定时刻使得两个指定时刻之间的时间长度较大，并根据虚拟参考电池和目标电池在重新选择的两个指定时刻上对应的剩余电量等参数，进而重新计算得到目标电池的漏电流值。需要说明的是，本发明实施例将目标电池的漏电流值的比较阈值设定为零仅仅可能影响到漏电流值的计算精度，不影响漏电流值计算的功能，因此，上述漏电流值的比较阈值也可选定为其他非零的常数，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。

在一些可行的实施方式中，终端计算得到目标电池的漏电流值之后，还可计算目标电池在上述ΔT1对应的时间长度上的平均电压值，根据上述漏电流值和平均电压值计算目标电池的微短路电阻。假设上述目标电池在ΔT1内的平均电压值为V _avg，目标电池的微短路电阻为R _ISC，则有：

R _ISC＝V _avg/I _Leak

本发明实施例通过微短路电阻更加直观明了地确定目标电池的微短路状态，通过微短路电阻的计算也可定量检测出目标电池的微短路的电阻阻值等。终端确定了目标电池的漏电流值之后，则可根据目标电池的电压平均值计算目标电池的微短路电阻。其中，上述目标电池的漏电流值包括修正之后的漏电流值。具体实现中，终端可根据通过BMS记录第二时刻与第一时刻之间的时间长度上目标电池在每个电压采样时刻的电压值。具体的，BMS可在目标电池的充放电过程中，按照预设电压采样周期采集目标电池的电压值，其中，上述预设电压采样周期可为现有BMS的电压采集周期，在此不做限制。终端可从BMS记录 的目标电池的电压值中获取每个电压采样时刻上目标电池的电压值，进而可计算目标电池的平均电压值。若第二时刻与第一时刻之间的时间长度上目标电池均处于在线状态，则可按照预设电压采样周期确定第二时刻与第一时刻之间的时间长度上包含的N个电压采样时刻。其中，N个电压采样时刻中的第一个电压采样时刻为最接近于第一时刻的电压采样时刻，即BMS按照现有的电压采集周期采集目标电池的电压值时在该时间长度上的第一个采集时刻，接着可BMS按照上述电压采集周期连续采集在时间长度上其他电压采样时刻上目标电池的电压值，最后一个电压采样时刻为最接近于第二时刻的电压采样时刻。上述N个电压采样时刻中相邻两个电压采样时刻之间的时间长度等于BMS的电压采样周期，即上述预设电压采样周期。

需要说明的是，若在第二时刻和第一时刻之间目标电池出现故障，例如目标电池的外部供电设备故障而停止对目标电池供电使得目标电池出现断电等故障，则上述N个电压采样时刻为目标电池处于正常工作状态下BMS采集单体电池的电压值的各个采集时刻。目标电池处于工作状态中断的时间段内，BMS不对目标电池的电压值进行采集，例如BMS采集了最接近于第一时刻的电压采集时刻上各个目标电池的电压值之后，目标电池出现故障，BMS则无法对目标电池的电压值进行采集、记录。待目标电池恢复正常工作状态之后，BMS则可继续对目标电池的电压值进行采集、记录。在该应用场景中，第二时刻与第一时刻之间包含的N个电压值采样时刻(假设为N1)则少于上述第二时刻与第一时刻之间的时间长度上目标电池均处于在线状态的应用场景中，第二时刻与第一时刻之间包含的N个电压值采样时刻(假设为N2)。即N1小于N2。

在一些可行的实施方式中，若上述目标电池为独立工作的单个电池，则终端可根据各个电压采样时刻上目标电池的电压值计算在ΔT1上目标电池的平均电压值。若上述目标电池为电池组中的某一个单体电池，则终端可依次计算上述N个电压采样时刻中每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻包含目标电池的电池组中各电池单体的第一电压平均值，设为U(kT)，以及第K-1个电压采样时刻电池组中各电池单体的第二电压平均值，设为U _M((k-1)T)。例如，当K等于2时，终端可计算第一个电压采样时刻电池组中各个单体电池的电压值的平均值，以及第二个电压采样时刻电池组中各个单元电池的电压值的平均值。进一步的，终端根据预设滤波系数对第一电压平均值和第二电压平均值值进行缩放，并将第一电压平均值的缩放值和电池组的电压值的缩放值进行累加以得到第K个电压采样时刻的电压平均值(设为U _M(kT))。如下表达式所示，终端可计算电池组在第K个电压采样时刻的电压平均值：

U _M(kT)＝α·U(kT)+(1-α)·U _M((k-1)T)

其中，U _M(kT)为这一时刻电池组的单体电池(包括目标电池)的电压近似平均值，U _M((k-1)T)为上一时刻电池组的单体电池的电压近似平均值，U(kT)为这一时刻采集到的各个单体电池的电压值的平均电压值。而α为滤波系数，这里可以取为0.0001。

当K等于3时，终端可计算第二个电压采样时刻电池组中各个单体电池的电压值的电压平均值(具体可为上述上一时刻电池组的单体电池的电压近似值)，以及第三个电压采样时刻电池组中各个单元电池的电压值的电压平均值(具体可为上述这一时刻采集到的各个 单体电池的电压值的平均电压值)。进而可根据上述U _M(kT)的表达式计算K等于3时电池组的单体电池的电压平均值(即上述这一时刻电池组的单体电池的电压近似平均值)。以此类推，依次计算各个电压采集时刻的电压平均值，当K等于N时，则可将第K个电压采样时刻的电压平均值确定为第二时刻和第一时刻之间的时间长度上的电压平均值，下面以U _M进行描述。

进一步的，可结合上述目标电池的漏电流值确目标电池的微短路电阻为R _ISC：

其中，R _ISC为单体电池i(即目标电池)的微短路电阻，I _ds为目标电池的漏电流值(即I _Leak)，Inf代表无短路。通过目标电池的微短路电阻的计算可定量判断目标电池的微短路状态，判断准确率更高，适用性更强。

在一些可行的实施方式中，终端获取得到指定时刻虚拟参考电池的SOC(如上述SOC _virtual(t0+T _s))之后，可根据上述虚拟参考电池的SOC确定虚拟参考电池的端电压值(即参考端电压值)。进一步的，终端确定了虚拟参考电池的端电压值之后，则可通过目标电池与虚拟参考电池的端电压值的差异确定目标电池是否发生的微短路。

具体实现中，当参考虚拟电池采用上述图2所示的等效电路模型时，虚拟参考电池的参考电池参数通常包含以下参数：

虚拟参考电池的充放电效率η；

虚拟参考电池在当前状态下的满充电量C _B；

虚拟参考电池的SOC与开路电压(英文：Open Circuit Voltage，OCV)的关系式f1，f1通常近似为多项式；

关系式g1、g2和g3，其中，g1、g2、g3分别为SOC、温度T _B与R0、R1、C1的关系式，并且通常近似为多项式。

需要说明的是，在长期使用时，目标电池会随着使用时间的增大发生老化。此时，为了提高虚拟参考电池对目标电池的仿真准确性，根据目标电池的端电压、工作电流和温度等电池参数确定虚拟参考电池的电池参数时，需要对虚拟参考电池的电池参数进行更新，包括等效电路模型中各个元件参数。其中，对虚拟参考电池的电池参数进行更新的步骤可包括：

步骤一、获取目标电池的老化参数。

步骤二、利用目标电池的老化参数对虚拟参考电池的电池参数进行更新。

其中上述待更新的虚拟参考电池的电池参数包括电池充放电效率，电池满充量，SOC-OCV在不同温度下的关系，SOC、T _B与R0、R1、C1的关系式等。

当上述虚拟参考电池的电池参数更新之后，根据目标电池的工作电流(等效为虚拟参考电池的工作电流)，继续对虚拟参考电池的剩余电量、端电压值进行更新，具体步骤包括：

步骤一、根据虚拟参考电池的工作电流的积分值和虚拟电池当前容量调制虚拟电池的SOC：

其中，上述t0为上述初始时刻，η为目标电池(也为虚拟参考电池)在当前温度下的充放电效率，CB为目标电池(也为虚拟参考电池)在当前温度下的容量。

步骤二、根据虚拟参考电池的SOC更新虚拟参考电池的等效电路中对应的OCV：

OCV _{virtua  l}(t ₀+T _s)＝f1(SOC _{virtua  l}(t ₀+T _s)

其中，上述OCVvirtual(t0+Ts)为当前时刻(即指定时刻t0+Ts)等效电路的OCV。

步骤三、根据虚拟参考电池的OCV更新等效电路中的电阻值及电容值：

R ₀(t ₀+T _s)＝g1(OCV _{virtua  l}(t ₀+T _s)

R ₁(t ₀+T _s)＝g2(OCV _{virtua  l}(t ₀+T _s)

C ₁(t ₀+T _s)＝g3(OCV _{virtua  l}(t ₀+T _s)

其中，上述R0(t0+Ts)、R1(t0+Ts)、C1(t0+Ts)为当前时刻的电阻值和电容值。

步骤四、更新等效电路中电阻和电容两端的端电压：

V _R0(t ₀+T _s)＝R ₀(t ₀+T _s)×i _B(t ₀+T _s)

步骤五、更新虚拟参考电池的端电压：

V _{B_virtual0}(t ₀+T _s)＝OCV _virtual(t ₀+T _s)-V _R0(t ₀+T _s)-V _C1(t ₀+T _s)

其中，上述V _{B_virtual0}即为图2所示的等效电路中的端电压V _B(即参考端电压值)。

需要注意的是，上述的计算形式仅是虚拟电池模型更新的一种形式。除等效电路模型外，还可以采用电化学模型更新虚拟电池老化情况及端电压、容量参数。电池的老化对电池性能的影响一般以月、年为单位，而电池的工作电流对电池的剩余电量、端电压的影响则一般是以秒、分钟为单位，因此，在实际应用场景中，上述电池老化带来的参数更新和工作电流带来的剩余电量和端电压更新可以采取不同的计算时间间隔。例如，剩余电量和端电压更新的计算时间间隔可以选择较短的时间间隔，老化带来的电池参数更新的更新时间间隔可以选择较长的时间间隔，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。

在一些可行的实施方式中，终端根据上述更新后的虚拟参考电池的电池参数确定了虚拟参考电池的端电压之后，则可将虚拟参考电池的端电压与目标电池的端电压进行比较，根据端电压的差值确定目标电池是否发生微短路。具体实现中，终端可预先设定用于确定目标电池是否发生微短路的预设电压阈值。若虚拟参考电池与目标电池的端电压的电压差值大于或者等于上述预设电压阈值，则可确定目标电池发生了微短路。若虚拟参考电池与目标电池的端电压的电压差值小于上述预设电压阈值，则可确定目标电池没有发生微短路。

进一步的，在一些可行的实施方式中，终端确定了虚拟参考电池和目标电池的端电压的电压差值之后，也可根据电压差值和虚拟参考电池的工作电流值确定虚拟参考电池与目标电池的剩余电量的电量差值。若上述电量差值大于预设电量阈值，则可确定目标电池发 生了微短路，否则，则可确定目标电池没有发生微短路。

进一步的，在一些可行的实施方式中，虚拟参考电池也可采用P2D等电化学模型的实现方式，进而可计算电化学模型的虚拟参考电池的漏电流值与内短路电阻值。本发明实施例以P2D模型为例进行说明，在该模型中，虚拟参考电池的电池参数可包括模型参数固体颗粒半径R _s，固、液相扩散系数D _s、D _e、液相有效扩散系数

颗粒比表面积a _s、电池总表面积A，固相离子有效电导率σ ^eff、液相离子有效扩散电导率κ ^eff等。液相、正负极及隔膜区域液相体积分数分别为ε _e、ε _e,n、ε _e,p、ε _e,sep，正负极、隔膜区域的厚度分别为：δ _p、δ _n、δ _sep，t ₊为锂离子迁移数，表观传质系数α，活性材料平衡电势

隔膜的电阻为R _SEI，其中，上述这些模型参数可在建模前通过测量获取得到。

进一步的，虚拟电池的模型参数固相、液相及固体颗粒表面离子浓度分别为C _s、C _e、C _s,surf，局部电流密度j _f，固液相电势分布分别为φ _s、φ _e，主反应活化过电势η _act，交换电流密度i ₀等状态值以及输出值V _t和SOC可用以下过程中描述的偏微分方程联合求解得到：

1)固相锂离子分布：

初值条件为：

c _s(x,t,r)＝c _s,0| _t＝0(2)

边界条件为：

2)液相锂离子浓度分布：

初值条件为：

c _e(x,t)| _t＝0＝c _s,0

边界条件为：

3)固相电势分布

边界条件为：

4)液相电势分布

边界条件为：

5)两相界面Bulter-volmer方程

V(t)＝φ _s(L,t)-φ _s(0,t)(20)

终端根据上述等式(1)至(20)联合求解可得虚拟参考电池的端电压V(t)及SOC等参数值。

进一步的，终端求得虚拟参考电池的端电压或者SOC等电池参数值之后，则可根据上述端电压或者SOC等电池参数值确定目标电池是否发生微短路，具体可参见上述等效电路模型对应的实现方式，在此不再赘述。

本发明实施例可采用等效电路模型和电化学模型等电池模型作为虚拟参考电池，通过虚拟参考电池仿真目标电池的工作状态，进而可通过虚拟参考电池与目标电池的电池参数值的差异判断目标电池是否发生微短路。本发明实施例可以通过BMS采集到的数据确定目标电池的端电压值以及工作电流值等电池参数值，进而可计算目标电池的剩余电量、虚拟参考电池的端电压以及剩余电量等电池参数，进而可通过虚拟参考电池与目标电池的端电压或者剩余电量的差异确定目标电池发生了微短路。本发明实施例通过BMS采集到的数据进行漏电流的检测，不需要额外增加传感器，并且所需存储的数据量和数据的计算量较小，降低了电池微短路的检测难度，适用性高。进一步的，本发明实施例可根据目标电池的漏电流值估计出其微短路电阻阻值，可以在目标电池尚未发生严重的微短路之前对目标电池的微短路情况进行检测，可提前检测到微小的微短路，并给出定量结果，可提高微短路检测的准确性，降低电池故障的误判率，从而达到提前预防的目的，提高电池的安全性。

参见图5，是本发明实施例提供的电池微短路的检测装置的结构示意图。本发明实施例提供的检测装置包括：

获取模块51，用于获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值，在给定相同的激励条件下，所述虚拟参考电池的响应与所述目标电池的响应相同。

所述获取模块51，还用于获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值。

确定模块52，用于根据所述获取模块获取的所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值。

计算模块53，用于计算所述获取模块获取的所述目标电池参数值与所述确定模块确定的所述参考电池参数值的差值。

所述确定模块52，还用于根据所述计算模块计算得到的所述差值确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

所述确定模块52用于：

根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟 参考电池的参考剩余电量；

所述计算模块53用于：

根据所述目标端电压值计算所述目标电池的目标剩余电量，并计算所述目标剩余电量与所述参考剩余电量的电量差值；

所述确定模块52用于根据所述计算模块计算得到的所述电量差值确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

所述确定模块52用于：

计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

所述计算模块53用于：

计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

计算所述目标电池在所述时间长度上的平均电压值，并结合所述漏电流值确定所述目标电池的微短路电阻；

所述确定模块52用于：

若所述计算计算得到的所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；

所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

所述确定模块52用于：

根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

根据所述参考剩余电量和所述电流值确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考端电压值；

所述计算模块53用于：

计算所述目标端电压值与所述参考端电压值的电压差值；

所述确定模块还用于根据所述计算模块计算的所述电压差值确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块52用于：

在所述计算模块计算得到所述电压差值大于预设电压阈值时，确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块52用于：

根据所述电压差值和所述目标电池的电流值计算所述虚拟参考电池和所述目标电池的剩余电量的电量差值；

若所述电量差值大于预设电量阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块52用于：

根据所述参考剩余电量确定所述虚拟参考电池的元件参数，所述虚拟参考电池中包含等效电路，所述元件参数为所述等效电路上的元件在所述温度参数值下的参数值；

根据所述电流值和所述元件参数确定所述元件的端电压值，并根据所述元件的端电压值确定所述虚拟参考电池的参考端电压值。

在一些可行的实施方式中，所述虚拟参考电池为基于目标电池的电化学参数或者物理参数，通过数学等效或者电化学建模等途径建立的电池模型，所述电池模型包括等效电路模块或者电化学模型。

具体实现中，上述电池微短路的检测装置具体可为本发明实施例提供的终端设备，可通过其内置的各个模块执行上述电池微短路的检测方法中各个步骤所描述的实现方式。具体实现过程可参见上述各个步骤中描述的实现方式，在此不再赘述。

本发明实施例可采用等效电路模型和电化学模型等电池模型作为虚拟参考电池，通过虚拟参考电池仿真目标电池的工作状态，进而可通过虚拟参考电池与目标电池的电池参数值的差异判断目标电池是否发生微短路。本发明实施例可以通过BMS采集到的数据确定目标电池的端电压值以及工作电流值等电池参数值，进而可计算目标电池的剩余电量、虚拟参考电池的端电压以及剩余电量等电池参数，进而可通过虚拟参考电池与目标电池的端电压或者剩余电量的差异确定目标电池发生了微短路。本发明实施例通过BMS采集到的数据进行漏电流的检测，不需要额外增加传感器，并且所需存储的数据量和数据的计算量较小，降低了电池微短路的检测难度，适用性高。进一步的，本发明实施例可根据目标电池的漏电流值估计出其微短路电阻阻值，可以在目标电池尚未发生严重的微短路之前对目标电池的微短路情况进行检测，可提前检测到微小的微短路，并给出定量结果，可提高微短路检测的准确性，降低电池故障的误判率，从而达到提前预防的目的，提高电池的安全性。

本发明的说明书、权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或者单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或者单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过 计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1. 一种电池微短路的检测方法，其特征在于，包括：

   获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值，在给定相同的激励条件下，所述虚拟参考电池的响应与所述目标电池的响应相同；

   获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值；

   根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值；

   计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

   所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

   所述根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值包括：

   根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

   所述计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路包括：

   根据所述目标端电压值计算所述目标电池的目标剩余电量，并计算所述目标剩余电量与所述参考剩余电量的电量差值；

   根据所述电量差值确定所述目标电池发生微短路。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

   所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

   所述根据所述电量差值确定所述目标电池发生微短路包括：

   计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

   若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述目标电池发生微短路。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

   所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

   所述根据所述电量差值确定所述目标电池发生微短路包括：

   计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

   计算所述目标电池在所述时间长度上的平均电压值，并结合所述漏电流值确定所述目标电池的微短路电阻；

   若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述目标电池发生微短路。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；

   所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

   所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

   所述根据所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值包括：

   根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

   根据所述参考剩余电量和所述电流值确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考端电压值；

   所述计算所述目标电池参数值与所述参考电池参数值的差值，并根据所述差值确定所述目标电池发生微短路包括：

   计算所述目标端电压值与所述参考端电压值的电压差值，并根据所述电压差值确定所述目标电池发生微短路。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压差值确定所述目标电池发生微短路包括：

   若所述电压差值大于预设电压阈值，则所述目标电池发生微短路。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压差值确定所述目标电池发生微短路包括：

   根据所述电压差值和所述目标电池的电流值计算所述虚拟参考电池和所述目标电池的剩余电量的电量差值；

   若所述电量差值大于预设电量阈值，则所述目标电池发生微短路。
8. 一种电池微短路的检测装置，其特征在于，包括：

   获取模块，用于获取目标电池在初始时刻的目标初始电池参数值，并确定虚拟参考电池在所述初始时刻的参考初始电池参数值，在给定相同的激励条件下，所述虚拟参考电池 的响应与所述目标电池的响应相同；

   所述获取模块，还用于获取目标电池在指定时刻的目标电池参数值；

   确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述目标电池参数值以及所述参考初始电池参数，确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考电池参数值；

   计算模块，用于计算所述获取模块获取的所述目标电池参数值与所述确定模块确定的所述参考电池参数值的差值；

   所述确定模块，还用于根据所述计算模块计算得到的所述差值确定所述目标电池发生微短路。
9. 如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

   所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

   所述确定模块用于：

   根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

   所述计算模块用于：

   根据所述目标端电压值计算所述目标电池的目标剩余电量，并计算所述目标剩余电量与所述参考剩余电量的电量差值；

   所述确定模块用于根据所述计算模块计算得到的所述电量差值确定所述目标电池发生微短路。
10. 如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

    所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

    所述确定模块用于：

    计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

    若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述目标电池发生微短路。
11. 如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述指定时刻包括第一时刻和第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间长度为ΔT1；

    所述电量差值包括所述第一时刻对应的第一电量差值和所述第二时刻对应的第二电量差值；

    所述计算模块用于：

    计算所述第二电量差值和所述第一电量差值的目标差值，将所述目标差值与所述ΔT1 的比值确定为所述目标电池的漏电流值；

    计算所述目标电池在所述时间长度上的平均电压值，并结合所述漏电流值确定所述目标电池的微短路电阻；

    所述确定模块用于：

    若所述计算计算得到的所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述目标电池发生微短路。
12. 如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述目标电池参数值包括所述目标电池的目标端电压值、所述目标电池的电流值以及所述目标电池的温度参数值；

    所述虚拟参考电池的初始电池参数值中包括所述虚拟参考电池的初始电池电量值；

    所述指定时刻与所述初始时刻之间的时间长度为ΔT0；

    所述确定模块用于：

    根据所述目标电池的电流值和所述目标电池的温度参数值，确定所述虚拟参考电池在所述ΔT0内的电池电量变化值，并根据所述虚拟参考电池的初始电池电量值确定所述虚拟参考电池的参考剩余电量；

    根据所述参考剩余电量和所述电流值确定所述虚拟参考电池在所述指定时刻的参考端电压值；

    所述计算模块用于：

    计算所述目标端电压值与所述参考端电压值的电压差值；

    所述确定模块还用于根据所述计算模块计算的所述电压差值确定所述目标电池发生微短路。
13. 如权利要求12所述的检测装置，其特征在于，

    如果计算模块计算得到所述电压差值大于预设电压阈值，则所述目标电池发生微短路。
14. 如权利要求12所述的检测装置，其特征在于，所述确定模块用于：

    根据所述电压差值和所述目标电池的电流值计算所述虚拟参考电池和所述目标电池的剩余电量的电量差值；

    若所述电量差值大于预设电量阈值，则确定所述目标电池发生微短路。

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