第３８卷第１０期２０１９年１０月
电工电能新技术
ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ
Ｖｏｌ.３８ꎬＮｏ.１０Ｏｃｔ.２０１９
收稿日期:２０１８￣１１￣２３
基金项目：国家电网公司总部科技项目(Ｂ４４２ＧＹ１７００４５)
作者简介：廖正海(１９９４￣)ꎬ男ꎬ湖南籍ꎬ博士研究生ꎬ研究方向为光谱学与分析化学及高电压技术的学科交叉研究ꎻ
张国强(１９６４￣)ꎬ男ꎬ河北籍ꎬ研究员ꎬ博导ꎬ研究方向为在线监测与故障预警技术研究及仪器研制ꎮ
廖正海１ꎬ２ꎬ张国强１ꎬ２
(１.中国科学院电工研究所ꎬ北京１００１９０ꎻ
２.中国科学院大学ꎬ北京１０００４９)
摘要：锂离子电池具有能量密度高㊁循环寿命长㊁环境友好㊁无记忆效应等优点ꎮ作为电动乘用车㊁便携式电子设备㊁分布式储能等领域的核心部件ꎬ锂离子电池在遭遇机械滥用㊁电滥用㊁热滥用时ꎬ极易发展成为热失控ꎬ对其安全性产生极大威胁ꎮ为提高锂离子电池抗热失控风险能力ꎬ在符合出厂安全检测指标前提下ꎬ在其应用场景内引入热失控早期预警机制ꎬ在以锂离子电池为动力的应用系统安全管理中具有非常重要的实用价值ꎮ本文对现有的锂离子电池热失控早期预警技术研究进展进行了综述总结ꎬ并对锂离子电池热失控早期预警技术及其故障预测准确度的改进策略进行了展望ꎬ旨在对未来提升锂离子电池安全可靠性提供指导意义ꎮ
关键词：锂离子电池ꎻ应用安全性ꎻ热失控ꎻ电池管理系统ꎻ温度检测ꎻ气体检测ꎻ光谱技术
ＤＯＩ:１０ １２０６７/ＡＴＥＥＥ１８１１０４４㊀㊀㊀文章编号:１００３￣３０７６(２０１９)１０￣００６１￣０６㊀㊀㊀中图分类号:ＴＭ９１２ ９
１㊀引言
随着能源转型和能源革命的推进ꎬ高比能电池在电动乘用车㊁便携式电子设备㊁分布式储能领域的需求
越来越显著ꎮ自１９８０年Ｇｏｏｄｅｎｏｕｇｈ制备出第一片钴酸锂锂离子电池雏形ꎬ１９９１年索尼公司推出第一款商业化锂离子电池之后ꎬ由于锂离子电池具有能量密度高㊁循环寿命长㊁环境友好㊁放电平稳㊁无记忆效应等优点ꎬ受到了相关领域重点关注[１ꎬ２]ꎮ然而受相关领域的安全性能升级需求影响ꎬ作为这些领域动力系统的核心部件ꎬ锂离子电池的安全性受到了行业内外的广泛关注ꎮ
热失控是锂离子电池安全性改善研究的主要对
象[３ꎬ４]ꎮ当受到外力作用导致电池壳体发生形变或刺穿造成电池机械滥用ꎬ或未按照电池本身电特性参数要求进行使用ꎬ导致过充电㊁过放电㊁外部短路造成电池电滥用ꎬ或因外部因素㊁电池副反应产热原因导致电池局部过热造成电池热滥用ꎬ都会使得锂离子电池在极短的时间内发生放热连锁反应ꎬ引起电池温度急剧升高ꎬ进一步发展成热失控ꎬ最终导致冒烟㊁起火燃烧甚至爆炸事故发生[５ꎬ６]ꎮ
锂离子电池导致的冒烟㊁起火燃烧㊁爆炸事故对公众的生命财产安全产生了极大的威胁ꎮ特别是在大规模储能应用领域ꎬ当锂离子电池发生热失控ꎬ引发起火㊁爆炸等事故时ꎬ整个储能电站将毁于一旦ꎬ而且对电站周边环境㊁公众的安全与财产产生一定的负面效应ꎮ而实现大规模分布式能源的储存与可靠性应用ꎬ是当前国际能源战略部署的主要方针ꎮ为了提高锂离子电池产品的性能ꎬ提高抗热失控风险的能力ꎬ保障公众的生命㊁财产安全ꎬ国内外相关机构相继发布了锂离子电池安全性试验/测试规范[７￣１０]ꎬ通过模拟电池可能出现的故障现象来评价其是否满足出厂安全性能检测要求ꎮ
即使出厂的锂离子电池符合安全性检测标准ꎬ也无法完全避免锂离子电池热失控的发生ꎮ２０１６年ꎬＳａｍｓｕｎｇＮｏｔｅ７因工艺缺陷使得电池局部过热而引发了多起爆炸事故ꎻ２０１７年ꎬ河南平顶山因电池过充电导致捷马电动单车发生起火爆炸事故ꎻ
２０１８年ꎬ美国加利福尼亚州一辆特斯拉ＭｏｄｅｌＸ与高速公路隔离带碰撞造成电池机械滥用发生ꎬ最终导致车辆自燃[３ꎬ４]ꎮ
锂离子电池热失控发展过程中ꎬ通常伴随着电
６２㊀电工电能新技术第３８卷第１０期
池温度㊁电压㊁电流以及副反应所释放出来的气体成分及其浓度的变化[１１]ꎮ因此ꎬ在相关领域中应用时ꎬ将电池温度㊁电压㊁电流以及副反应所释放出来的气体成分作为电池热失控故障辨识参数ꎬ引入热失控早期预警机制ꎬ是当前以锂离子电池为动力的应用系统安全管理升级的主要手段ꎮ
有鉴于此ꎬ本文对现有的锂离子电池热失控早期预警技术研究进展进行了综述总结ꎬ并对锂离子电池热失控早期预警技术及其故障预测准确度的改进策略进行了展望ꎬ旨在对未来提升锂离子电池应用安全可靠性提供指导意义ꎮ
２㊀锂离子电池热失控早期预警技术研究进展
㊀㊀通过研究锂离子电池热失控行为ꎬ将电池温度㊁电压㊁电流以及副反应所释放出来的气体成分作为故障辨识与诊断参数ꎬ来实现电池热失控早期预警ꎬ从而提升锂离子电池安全性ꎬ保障人民的生命与财产安全ꎬ是很有必要且可行的方案ꎮ基于此ꎬ研究人员相继提出了基于电池管理系统(ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅ￣ｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍꎬＢＭＳ)实时监测电池电压㊁电流㊁电池表面温度等信号的热失控预警技术[１２－１８]㊁基于电池内部状态预测的热失控预警技术㊁基于气体检测的锂离子电池热失控早期预警技术ꎬ并通过实验室试验和实际现场应用验证了相关预警技术确实可行ꎮ２ １㊀基于内部状态预测的热失控预警技术
现代ＢＭＳ依赖于监视外部参数(如电压㊁电流和电池表面温度)以保证电池工作的安全性㊁可靠性ꎮ但对于锂离子电池这一完全密闭系统而言ꎬ通过外部参数监测无法对其进行完全准确的模拟ꎬ也无法准确地反映其内部的电化学变化ꎬ从而使得现代ＢＭＳ无法全面地评估电池单体的潜在热失控风险ꎮ有学者提出通过监测电池内部状态ꎬ来改进现代ＢＭＳ中状态估计所需辨识参数ꎬ对电池热失控风险进行更精确的评估ꎬ在锂离子电池热失控早期预警中具有重要价值ꎮ
ＧｒａｎｄｊｅａｎＴ等人对容量为２０Ａ ｈ的ＬｉＦｅＰＯ４锂离子电池的热特性进行仿真研究ꎬ发现在大倍率放电状态下ꎬ电池内部温度与表面温度之间温差最大可达２０ħꎬ认为通过测量电池表面温度ꎬ难以真实地反映锂离子电池的真实状态[１９]ꎮ
为了解决锂离子电池内部核心温度的监测难题ꎬＰａｒｈｉｚｉＭ等人根据锂离子电池的热特性以及热失控过程中化学反应动力学特征ꎬ建立了基于热传导分析的电池内部温度追踪模型ꎬ并利用Ｌｉ(Ｎｉ０ ４５
Ｃｏ０ １Ａｌ０ ４５)Ｏ２㊁ＬｉＭｎ２Ｏ４两种不同阴极材料的锂离子电池进行了实验验证ꎮ通过实验与仿真发现ꎬ热失控期间锂离子电池内部温度比表面温度高近５００ħꎬ因此ꎬ认为单纯的利用表面温度测量值来预测锂离子电池热失控潜在风险是不合理的[２０]ꎮ图１为Ｌｉ(Ｎｉ０ ４５Ｃｏ０ １Ａｌ０ ４５)Ｏ２㊁ＬｉＭｎ２Ｏ４锂离子电池内部温度与表面温度测量曲线
ꎮ
图１㊀锂离子电池内部温度与表面温度测量曲线[２０]Ｆｉｇ.１㊀Ｉｎｔｅｒｎａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ
ｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ[２０]
ＲａｇｈａｖａｎＡ等人提出了一种基于嵌入式可折叠布拉格光纤传感器的锂离子电池内部状态监测方案ꎬ当电池内部应力或温度发生变化时ꎬ布拉格光纤折射率㊁折射光波长随之变化ꎬ然后通过测量折射光波长的变化ꎬ判断电池内部应力和温度的变化ꎬ再配合现代ＢＭＳꎬ实时监控锂离子电池故障辨识参数ꎬ进而实时预测电池的荷电状态㊁健康状态ꎬ实现对锂离子电池热失控的早期预警[２１ꎬ２２]ꎮ图２为嵌有可折叠布拉格光纤传感器的锂离子电池示意图ꎮＳｒｉｎｉｖａｓａｎＲ则提出了一种基于阻抗相移快速监测法的锂离子电池热失控预警方法ꎬ利用具有高分辨率的ＳｏｌａｒｔｒｏｎＳＩ１２８７电化学阻抗仪和Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ
廖正海ꎬ张国强.锂离子电池热失控早期预警研究进展[Ｊ].电工电能新技术ꎬ２０１９ꎬ３８(１０):６１￣６６.６３㊀
图２㊀嵌有布拉格光纤传感器的锂离子电池示意图[２１]Ｆｉｇ.２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｗｉｔｈｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅＢｒａｇｇｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒ[２１]
ＳＩ１２５０频率响应分析仪实时检测电池内部阻抗ꎬ将阻抗测量频率范围设定为０ ８Ｈｚ~１ｋＨｚꎬ每隔５Ｈｚ采样一次ꎬ将扰动电流的幅值设定为１００~２００ｍＡꎬ随后测取不同荷电状态下的锂离子电池内部阻抗ꎬ并将测得的内部阻抗分解为两个部分：阻抗振幅｜Ｚ｜和阻抗相移φꎬ再利用阻抗相移φ与电池容量弱相关ꎬ而与电池内部温度强相关规律ꎬ来实现锂离子电池内部温度在线监测ꎬ并认为在现代ＢＭＳ中集成阻抗相移监视器能够有效预测并防止锂离子电池热失控发生[２３ꎬ２４]ꎮ图３(ａ)和图３(ｂ)分别为不同温度下锂离子电池阻抗谱和锂离子电池阻抗奈奎斯特分析图谱ꎮ从奈奎斯特图谱中可以看出阻抗振幅｜Ｚ｜㊁阻抗相移φ与阻抗实部Ｚᶄ㊁虚部Ｚᵡ㊁阻抗角θ之间的关系ꎬ由于电池阻抗是与频率相关的复数ꎬ因此阻抗振幅｜Ｚ｜㊁阻抗相移φ均随阻抗测量频率的改变而变化ꎮ图４为热失控发展过程中锂离子电池内部阻抗相移和表面温度变化情况示意图ꎬ从图４中可以看出ꎬ热失控早期锂离子电池的表面温度变化缓慢ꎬ而内部阻抗相移则因为电池故障表现异常ꎬ因此认为采用内部阻抗相移快速监测法较表面温度监测法能够更有效地实现热失控早期预警ꎮ
２ ２㊀基于气体检测的热失控早期预警技术
锂离子电池热失控早期ꎬ由于电池温度㊁放电电压㊁放电电流等特征识别参数的变化非常缓慢ꎬ通过现代ＢＭＳ无法及早地监测到电池故障ꎬ而此时电池内部电化学反应会产生大量的气体物质ꎬ因此ꎬ利用气体检测传感器来实现锂离子电池热失控早期预警在理论上是可行的ꎮ
ＦｅｒｎａｎｄｅｓＹ
等人利用高分辨率的气体检测装
图３㊀锂离子电池阻抗谱及其奈奎斯特分析图谱[２３ꎬ２４]Ｆｉｇ.３㊀Ｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙａｎｄ
ｉｔｓＮｙｑｕｉｓｔａｎａｌｙｓｉｓ
[２３ꎬ２４]
图４㊀热失控过程中锂离子电池内部阻抗相移和
表面温度变化曲线[２３]
Ｆｉｇ.４㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｉｍｐｅｄａｎｃｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔａｎｄｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙ[２３]置ꎬ实时地监测了２６６５０型ＬｉＦｅＰＯ４锂离子电池从正常状态过充电至热失控状态的温度㊁气体发生行为ꎮ气体检测装置在热失控早期监测到了大量的碳酸二甲酯(ＤＭＣ)㊁ＣＯ２㊁ＣＯ㊁碳酸甲乙酯(ＥＭＣ)㊁ＣＨ４气体ꎬ一段时间后从观察到电池外壳破裂ꎬ判定其发生了热失控ꎬ此时电池产气速率急速上升ꎬ而且检测到了有害气体ＣＨ３ＯＣＨ３㊁ＣＨ３ＯＣＨＯ㊁Ｃ２Ｈ４[２５]ꎮ
６４㊀电工电能新技术第３８卷第１０期
哈尔滨工业大学的王书洋通过对锂离子电池的有机电解液进行红外谱图测试ꎬ发现酯官能团在
１７６０ｃｍ－１处存在强度较大㊁峰型尖锐的吸收峰ꎬ在１３００~１０００ｃｍ－１处ꎬ通过酯官能团的指纹吸收区可以判定具体的酯种类[２６]ꎮ结合ＦｅｒｎａｎｄｅｓＹ和王书洋的实验结果ꎬ利用红外光谱技术㊁气体传感技术等实时监测电池内可挥发性有机电解液或副反应产生的ＣＯ２㊁ＣＯ之类的
无机气体理论上都能有效地实现锂离子电池热失控早期预警ꎮ
王志荣等人公开了一项基于气体检测的锂离子电池热失控自动报警器及其监测方法的发明专利ꎬ如图５所示ꎬ该专利由气体收集装置㊁气体检测装置㊁控制装置㊁报警装置组成ꎬ其中ꎬ气体检测装置采用了对Ｈ２和ＣＯ具有高灵敏度的费加罗气体传感器ＴＧＳ８２２ＴＦꎬ该传感器在室温条件下的气体浓度测量范围为１００~１０００ｐｐｍꎬ当传感器检测到ＣＯ和Ｈ２浓度达到１２０ｐｐｍ时报警装置响应ꎬ发出警报信
号[２７]ꎮ王志荣等人的发明也证实气体检测传感器应用在锂离子电池热失控早期预警技术上是切实可
行的
ꎮ
图５㊀基于气体监测的锂离子电池热失控自动报警器
[２７]
Ｆｉｇ.５㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃａｌａｒｍｄｅｖｉｃｅｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙ
ｂａｓｅｄｏｎｇａｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ[２７]
美国Ｎｅｘｃｅｒｉｓ公司也公开了一项基于气体监测的锂离子电池热失控自动报警系统的发明专利ꎬ与王志荣的专利不同之处在于ꎬ该系统中气体检测装置采用了自主研制的ｐｐｂ级ＳｎＯ２基陶瓷半导体气体传感器ꎬ通过监测电池热失控早期释放的电解液蒸汽ꎬ如碳酸二甲酯㊁碳酸二乙酯ꎬ能更早地监测到锂离子电池热失控早期故障信号ꎮ图６为基于温度检测技术㊁电压检测技术㊁气体检测技术的锂离子电池热失控早期预警效果ꎬ从图６中可以看出采用气体检测技术能够在到达热失控峰值前７~８ｍｉｎ实现检测并预警ꎬ比采用电压检测技术提前２ｍｉｎꎬ比采
用温度检测技术提前７ ４ｍｉｎꎬ因此采用气体检测手段能更早地发出预警信息ꎬ为避免锂离子电池热失控或者人员撤离赢得了更多的时间[２８￣３２]ꎮ
图６㊀温度检测技术㊁电压检测技术㊁气体检测技术
热失控预警效果比较[２８]
Ｆｉｇ.６㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅａｒｌｙ￣ｗａｒｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｎｏｖｅｌｇ
ａｓｓｅｎｓｏｒꎬｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒ
ａｎｄｖｏｌｔａｇｅｓｅｎｓｏｒ[２８]３ 结论
特斯拉回应失控事故受以热失控为特征的安全性问题制约ꎬ锂离子电池作为便携式移动电子设备㊁电动乘用车㊁航天航空动力电源㊁分布式储能等领域的能源解决方案的核心部件ꎬ其安全性受到了行业内外的广泛关注ꎮ
现有研究表明ꎬ将电池温度㊁电压㊁电流以及副反应所释放出来的气体成分作为故障辨识参数ꎬ实现锂离子电池热失控早期预警ꎬ提升锂离子电池安全可靠性ꎬ保障人民的生命与财产安全ꎬ是很有必要且可行的方案ꎮ
针对现代ＢＭＳ实时监测的热失控预警技术ꎬ为了提高其故障监测能力ꎬ可采用或研制出更高精度㊁更高可靠性的温度传感器㊁电压传感器ꎻ为了提高其故障诊断能力ꎬ则需要设计出可靠性更强ꎬ预测准确度更高ꎬ故障识别速度更快的状态参数估计模型ꎮ
针对基于电池内部状态预测的热失控预警技术ꎬ一方面需要提高嵌入电池内部的传感器检测分辨率和耐高温能力ꎬ另一方面则需要对锂离子电池的封装工艺进行改进ꎬ以保证嵌入有检测传感器的锂离子电池正常工作时电解液不会泄漏ꎮ最后可以将电池内部温度预测技术与现有的ＢＭＳ实时检测技术进行配合ꎬ从而建立精确度更高的锂离子电池热失控潜在风险评估模型ꎮ
针对气体检测的锂离子电池热失控早期预警技术ꎬ由于现有的电化学原理传感器㊁半导体传感器等均存在检测精度不高㊁气体交叉干扰以及气体传感
廖正海ꎬ张国强.锂离子电池热失控早期预警研究进展[Ｊ].电工电能新技术ꎬ２０１９ꎬ３８(１０):６１￣６６.６５㊀
器中毒等问题ꎬ因此研制便携式新型气体传感器ꎬ如ＭＥＭＳ光声光谱仪㊁红外光谱仪等微型光学气体传感器ꎬ在基于气体检测的锂离子电池热失控早期预警应用中是很有价值的ꎮ
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ｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ)ꎬ２０１７ꎬ３６(４):７１￣７５.
[８]ＧＢ/Ｔ３１４８５￣２０１５ꎬ电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法(Ｓａｆｅｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｒａｃｔｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ)[Ｓ]. [９]ＩＳＯ１２４０５￣３￣２０１４ꎬＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｐｒｏｐｅｌｌｅｄｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅｓ￣Ｔｅｓｔｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｓａｎｄｓｙｓｔｅｍｓ￣Ｐａｒｔ３:Ｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ[Ｓ]. [１０]ＩＥＣ６２１３３ ２￣２０１７ꎬＳｅｃｏｎｄａｒｙｃｅｌｌｓａｎｄｂａｔｔｅｒｉｅｓｃｏｎｔａｉ￣ｎｉｎｇａｌｋａｌｉｎｅｏｒｏｔｈｅｒｎｏｎ￣ａｃｉｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ￣Ｓａｆｅｔｙｒｅｑｕｉｒｅ￣
ｍｅｎｔｓｆｏｒｐｏｒｔａｂｌｅｓｅａｌｅｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｅｌｌｓꎬａｎｄｆｏｒｂａｔｔｅｒｉｅｓｍａｄｅｆｒｏｍｔｈｅｍꎬｆｏｒｕｓｅｉｎｐｏｒｔａｂｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ￣Ｐａｒｔ２:Ｌｉｔｈｉｕｍｓｙｓｔｅｍｓ[Ｓ].
[１１]雷治国ꎬ张承宁ꎬ雷学国ꎬ等(ＬｅｉＺｈｉｇｕｏꎬＺｈａｎｇＣｈｅｎｇｎｉｎｇꎬＬｅｉＸｕｅｇｕｏꎬｅｔａｌ.).电动汽车用锂离子电
池热特性和热模型研究(Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｍａｌｃｈａｒａｃ￣
ｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｍｏｄｅｌｏｆＥＶｓｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ)
[Ｊ].电工电能新技术(ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉ￣
ｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ)ꎬ２０１５ꎬ３４(１２):５９￣６４. [１２]ＬｕＬＧꎬＨａｎＸＢꎬＬｉＪＱꎬｅｔａｌ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｔｈｅｋｅｙｉｓ￣ｓｕｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１３ꎬ２２６:２７２￣２８８. [１３]王立业ꎬ王丽芳ꎬ刘伟龙(ＷａｎｇＬｉｙｅꎬＷａｎｇＬｉｆａｎｇꎬＬｉｕＷｅｉｌｏｎｇ).基于容量差的电动汽车主动均衡控制策略研究(Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｃｔｉｖｅｂａｌａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｅ￣
ｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎｃａｐａｃｉｔｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ)[Ｊ].电工电能新技术(ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉ￣
ｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ)ꎬ２０１７ꎬ３６(１１):４５￣５０. [１４]荣雅君ꎬ杨伟ꎬ牛欢ꎬ等(ＲｏｎｇＹａｊｕｎꎬＹａｎｇＷｅｉꎬＮｉｕＨｕａｎꎬｅｔａｌ.).基于ＢＰ￣ＥＫＦ算法的电动汽车电池管理系统ＳＯＣ精准估计(ＡｃｃｕｒａｔｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆＳＯＣｖａｌｕｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｂａｔｔｅｒｙｂａｓｅｄｏｎＥＫＦａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｐｔｉ￣
ｍｉｚｅｄｂｙＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ)[Ｊ].电工电能新技术(ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎ￣
ｅｒｇｙ)ꎬ２０１５ꎬ３４(９):２２￣２８.
[１５]杨海学ꎬ张继业ꎬ张晗(ＹａｎｇＨａｉｘｕｅꎬＺｈａｎｇＪｉｙｅꎬＺｈａｎｇＨａｎ).基于改进Ｓａｇｅ￣Ｈｕｓａ的自适应无迹卡尔曼滤波的锂离子电池ＳＯＣ估计(Ｓｔａｔｅｓｏｆｃｈａｒｇｅｅｓｔｉ￣
ｍａｔｉｏｎｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄＳａｇｅ￣Ｈｕ￣
ｓａａｄａｐｔｉｖｅｕｎｓｃｅｎｔｅｄＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｓ)[Ｊ].电工电能新技术(ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ)ꎬ２０１６ꎬ３５(１):３０￣３５.
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ｔｅｒｙ)[Ｊ].电工电能新技术(ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ)ꎬ２０１８ꎬ３７(１２):６９￣７８.
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ｂｏａｒｄｂａｔｔｅｒｙｍｏｄｅｌｔｈｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅｄｅｔｅｒ￣
ｍｉｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１４ꎬ２７０:２２１￣２３７.
[１８]ＺｈｅｎｇＹＪꎬＯｕｙａｎｇＭＧꎬＬｕＬＧꎬｅｔａｌ.Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｇｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｓ:Ｆｒｏｍｃｅｌｌｃ
ａｐａｃｉｔｙｌｏｓｓｔｏｐａｃｋｃａｐａｃｉｔｙｅｖｏｌｕｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１５ꎬ２７８:２８７￣２９５.
[１９]ＧｒａｎｄｊｅａｎＴꎬＢａｒａｉＡꎬＨｏｓｓｅｉｎｚａｄｅｈＥꎬｅｔａｌ.Ｌａｒｇｅｆｏｒ￣ｍａｔｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｐｏｕｃｈｃｅｌｌｆｕｌｌｔｈｅｒｍａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｔｈｅｒｍａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔ[Ｊ].Ｊｏｕｒ￣
ｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１７ꎬ３５９:２１５￣２２５.
[２０]ＰａｒｈｉｚｉＭꎬＡｈｍｅｄＭＢꎬＪａｉｎＡ.ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｒｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆａＬｉ￣ｉｏｎｃｅｌｌｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙ[Ｊ].
６６㊀电工电能新技术第３８卷第１０期
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１７ꎬ３７０:２７￣３５. [２１]ＲａｇｈａｖａｎＡꎬＫｉｅｓｅｌＰꎬＳｏｍｍｅｒＬＷꎬｅｔａｌ.Ｅｍｂｅｄｄｅｄｆｉｂｅｒ￣ｏｐｔｉｃｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒａｃｃｕｒａｔｅｉｎｔｅｒｎａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｃｅｌｌｓｔａｔｅｉ
ｎａｄｖａｎｃｅｄｂａｔｔｅｒｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｓｐａｒｔ１:Ｃｅｌｌｅｍｂｅｄｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗ￣
ｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１７ꎬ３４１:４６６￣４７３.
[２２]ＧａｎｇｕｌｉＡꎬＳａｈａＢꎬＲａｇｈａｖａｎＡꎬｅｔａｌ.Ｅｍｂｅｄｄｅｄｆｉｂｅｒ￣ｏｐｔｉｃｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒａｃｃｕｒａｔｅｉｎｔｅｒｎａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｃｅｌｌｓｔａｔｅｉｎａｄｖａｎｃｅｄｂａｔｔｅｒｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｓｐａｒｔ２:Ｉｎｔｅｒｎａｌｃｅｌｌｓｉｇｎａｌｓａｎｄｕｔｉｌｉｔｙｆｏｒｓｔａｔｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１７ꎬ３４１:４７４￣４８２.
[２３]ＳｒｉｎｉｖａｓａｎＲꎬＤｅｍｉｒｅｖＰＡꎬＣａｒｈｕｆｆＢＣ.Ｒａｐｉｄｍｏｎｉｔｏ￣ｒｉｎｇｏｆｉｍｐｅｄａｎｃｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｓｉｎｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｆｏｒｈａｚａｒｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１８ꎬ４０５:３０￣３６.
[２４]ＳｒｉｎｉｖａｓａｎＲꎬＣａｒｈｕｆｆＢＧꎬＢｕｔｌｅｒＭＨꎬｅｔａｌ.Ｉｎｓｔａｎｔａ￣ｎｅｏｕｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔ
ａꎬ２０１１ꎬ５６:６１９８￣６２０４.
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Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙ
ｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ
ＬＩＡＯＺｈｅｎｇ￣ｈａｉ１ꎬ２ꎬＺＨＡＮＧＧｕｏ￣ｑｉａｎｇ１ꎬ２
(１.ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１００１９０ꎬＣｈｉｎａꎻ
２.ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００４９ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｈａｖｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙꎬｌｏｎｇｃｙｃｌｅｌｉｆｅꎬｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｒｉｅｎｄｌｉ￣ｎｅｓｓꎬｎｏｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔꎬｅｔｃ.Ａｓｔｈｅｃｏｒｅｃｏ
ｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓꎬｐｏｒｔａｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓꎬａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅꎬｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓａｒｅｅａｓｉｌｙｌｅｄｔｏｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙｓｄｕｅｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｂｕｓｅꎬｅ￣ｌｅｃｔｒｉｃａｌａｂｕｓｅꎬａｎｄｔｈｅｒｍａｌａｂｕｓｅꎬｐｏｓｉｎｇａｇｒｅａｔｔｈｒｅａｔｔｏｔｈｅｉｒｓａｆｅｔｙ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅａｎｔｉ￣ｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａ￣ｗａｙｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｐｕｂｌｉｃ ｓｌｉｆｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙꎬｔｈｅｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒａｎｔｉ￣ｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｅｎａｒｉｏꎬｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｐｏｗｅｒｅｄｂｙｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒａｎｔｉ￣ｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｉｔｓｆａｕｌｔｐｒｅ￣ｄｉｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｆｏｒａ
ｎｔｉ￣ｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓａｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ.Ｔｈｅａｉｍｉｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌｉｔｈｉｕｍ￣ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓꎻａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｆｅｔｙꎻｔｈｅｒｍａｌｒｕｎａｗａｙꎻｂａｔｔｅｒｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍꎻｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｇａｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
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