刘长春 吴 涛 何 成

（上海第二工业大学 上海 201209）

1 引言

近年来，先进的锂离子电池技术的飞速发展极大地促进了世界范围内电动汽车的发展，为解决全球能源危机和环境污染提供了一个很有希望的解决方案［1～2］。在车辆使用过程中，可能会出现过充、过放、短路等电池故障，这些故障都会在锂电池内部产生热量和气体，可能导致热失控、火灾甚至爆炸等严重后果。为了减少电池故障造成的损失，故障诊断是非常必要的，具有很大的实用价值。

针对逐渐增加的电池故障的常见方法是健康监测和预测［3］。健康监测主要基于电池参数的估计，即容量，电阻和充电状态（SOC），以描述长期应用期间的电池健康状况［4］。例如Kim等［5］提出了一种基于模型的状态监测算法，使用最大容量估计精确估计健康状态。文献［6］研究了使用线性参数变化模型的车载内阻依赖性健康监测，操作温度范围为0℃～50℃。文献［7］研究了锂电池在高温下的复杂热行为，并指出短路会产生热量并降低热稳定性。文献［8］提出了一种基于电压和温度响应的大型锂电池内部短路故障的在线故障检测研究，该算法还可以确定故障发生的具体位置。对电池短路的模型和分析也有一些调查，其中大部分都集中在锂电池的内部短路［9～11］。

以前的研究取得了显著进展，但也存在一些局限性。短路故障的简化和精确模型以及相应的故障诊断尚未得到很好的研究，仍然是锂电池安全管理的技术挑战。本文试图通过一个简单的等效电路模型来模拟锂电池的故障行为，并在此基础上进行必要的改进。……