一种用于电池安全性检测的方法与流程

本发明涉及电池检测，更具体地说，本发明涉及一种用于电池安全性检测的方法。

背景技术：

1、锂离子电池已广泛应用于电动汽车等领域。然而，锂离子电池在使用过程中存在一定的安全隐患，如过充、过放、过热及内部短路等，均可能引发锂离子电池热失控、起火甚至爆炸，给用户带来重大安全风险。因此，如何有效地检测和评估锂离子电池的安全性，成为当前研究的热点和难点。

2、传统的锂离子电池安全性检测方法主要集中在单一指标的检测，如锂离子电池内部温度监测、过充保护电路检测等。这些方法虽能在一定程度上预防锂离子电池事故的发生，但由于检测指标单一，难以全面反映锂离子电池的综合安全性能，亟需一种能够全面、系统地评估锂离子电池安全性的检测方法。

3、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于电池安全性检测的方法以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于电池安全性检测的方法，包括如下步骤：

4、s1：对锂离子电池的循环寿命衰减情况进行分析，评估锂离子电池的健康风险程度，将锂离子电池健康风险程度划分为高或低；

5、s2：通过对锂离子电池电解液泄漏情况的多点监测，评估锂离子电池的电解液泄漏整体程度；

6、s3：通过分析锂离子电池在未使用状态下的电量损失，评估锂离子电池的自放电速率；

7、s4：当锂离子电池健康风险程度为低时，将锂离子电池的健康风险程度、电解液泄漏整体程度以及自放电速率进行综合分析，评估锂离子电池的安全风险隐患；

8、s5：对锂离子电池的安全风险隐患的评估结果进行时序分析，预警锂离子电池的使用风险隐患程度。

9、在一个优选的实施方式中，对锂离子电池的循环寿命衰减情况进行分析，评估锂离子电池的健康风险程度，将锂离子电池健康风险程度划分为高或低，具体为：

10、计算锂离子电池容量：c(n)＝c0*(1-α*nβ)；其中，c(n)是第n次循环后的锂离子电池容量，c0是锂离子电池初始容量，α是容量衰减系数，n是充放电循环次数，β是容量衰减的非线性指数；

11、记录每次循环后的锂离子电池容量c(n)，得到一系列数据点(n，c(n))；

12、计算循环寿命衰减率，其表达式为：cldr＝α*nβ-1，其中，cldr为循环寿命衰减率；

13、设定循环寿命衰减率阈值θ；根据计算得到的cldr与θ比较，将锂离子电池的健康风险划分为低和高两类：

14、当cldr＜θ时，判定锂离子电池健康风险程度低；

15、当cldr≥θ时，判定锂离子电池健康风险程度高。

16、在一个优选的实施方式中，通过对锂离子电池电解液泄漏情况的多点监测，评估锂离子电池的电解液泄漏整体程度，具体为：

17、在锂离子电池内部布置m个传感器，每个传感器j采集到的电解液泄漏速率为lj(t)；

18、电解液泄漏速率的表达式为：其中，lj(t)为第j个传感器在时间t时刻测得的泄漏速率，linit为初始泄漏速率，κj为泄漏衰减系数，νj为噪声项；

19、获取在时间t内的累计泄漏量为：其中，qj为时间t内的累计泄漏量；

20、通过加权平均的方法计算电解液泄漏指数，其表达式为：其中，eli为电解液泄漏指数，wj为第j个传感器的权重，qj为第j个传感器的累计泄漏量，qmax为设定的最大安全泄漏量。

21、在一个优选的实施方式中，通过分析锂离子电池在未使用状态下的电量损失，评估锂离子电池的自放电速率，具体为：

22、在锂离子电池未连接负载的情况下，设定特定的时间间隔δt，记录锂离子电池的电压变化；在时间间隔δt内进行n次电压测量，每次测量得到的电压分别为v0,v1,...,vn；

23、对采集到的电压数据进行预处理；

24、锂离子电池电压用以下公式表示：其中，v(t)为时间t时刻测得的锂离子电池电压，vinitial为初始电压，χ为自放电速率系数，γ为噪声项，e为自然常数；

25、在特定时间间隔δt内，自放电速率可表示为：其中，sdr为自放电速率，tz为预设总时间。

26、在一个优选的实施方式中，当锂离子电池健康风险程度为低时，将锂离子电池的健康风险程度、电解液泄漏整体程度以及自放电速率进行综合分析，评估锂离子电池的安全风险隐患，具体为：

27、将循环寿命衰减率、电解液泄漏指数以及自放电速率进行无量纲化处理，将无量纲化处理后的循环寿命衰减率、电解液泄漏指数以及自放电速率分别赋予权重系数，计算得到锂离子电池安全风险隐患评估系数；

28、循环寿命衰减率、电解液泄漏指数以及自放电速率的权重系数分别为ωcldr、ωeli和ωsdr，ωcldr+ωeli+ωsdr＝1，ωcldr、ωeli和ωsdr均大于0；

29、锂离子电池安全风险隐患评估系数的表达式为：其中，dap为锂离子电池安全风险隐患评估系数。

30、在一个优选的实施方式中，设定锂离子电池安全风险隐患评估阈值来划分风险等级：

31、当锂离子电池安全风险隐患评估系数小于等于锂离子电池安全风险隐患评估阈值，判定锂离子电池的安全风险隐患较低；

32、当锂离子电池安全风险隐患评估系数大于锂离子电池安全风险隐患评估阈值，判定锂离子电池安全风险隐患较高。

33、在一个优选的实施方式中，对锂离子电池的安全风险隐患的评估结果进行分析，预警锂离子电池的使用风险隐患程度，具体为：

34、设定选择的窗口大小为k，则第k天的移动平均值smak的表达式为：dapp是第p天的锂离子电池安全风险隐患评估系数，k为移动平均的窗口大小，k为当前时间点；

35、设定移动平均阈值θsma，将移动平均值smak与移动平均阈值θsma进行比较：

36、当smak＜θsma时，判定锂离子电池处于安全状态；

37、当smak≥θsma时，判定锂离子电池存在潜在的安全隐患，需要预警。

38、本发明一种用于电池安全性检测的方法的技术效果和优点：

39、通过系统化、多维度的评估手段，有效提升了锂离子电池安全性检测的准确性和可靠性；首先，s1通过分析循环寿命衰减情况，科学评估锂离子电池的健康风险，精准划分高风险和低风险电池，确保后续检测的针对性和有效性。s2和s3分别通过多点监测电解液泄漏情况和分析自放电速率，全面掌握电池内部和外部的潜在风险因素，为综合评估提供准确的数据支持。在s4，通过将健康风险程度、电解液泄漏程度和自放电速率进行综合分析，计算出电池的安全风险隐患评估系数，提供了一个量化的风险评估指标，使得风险评估更加客观和科学。最后，s5对评估结果进行时序分析，动态监测电池的风险变化趋势，及时预警潜在的使用风险，确保用户在电池使用过程中能够及时采取防范措施，避免安全事故的发生。整体方法不仅提高了检测的准确性和全面性，还通过实时监测和预警机制，显著增强了锂离子电池的使用安全性。