近年来电动汽车自燃事故频发，以某知名新能源车厂召回事件为例，电池厂家公告显示事故原因为动力电池模组内的电压采样线束个别走向不当，在极端情况下被模组上的盖板挤压导致磨损，从而造成短路。锂离子动力电池是电动汽车广泛采用的储能元件，其安全性能是重中之重，而动力电池短路事故是动力电池应用过程中最严重的事故之一，因此，研究动力电池短路电流的计算方法具有非常重要的工程应用意义。

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预期短路电流一般分为预期最大短路电流和预期最小短路电流，是作为短路保护器件的主要选型依据。其中预期最大短路电流一般认为是发生在电源端的短路电流，线路阻抗较小，短路电流最大；预期最小短路电流一般认为是发生在电路末端的短路电流，线路阻抗较大，短路电流最小。本文研究发生在动力电池系统电源端的最大预期短路电流的计算方法。

1 电化学电池短路电流计算方法1.1 DL/T 5044—2014方法

目前国内外还没有针对电动汽车锂离子动力电池短路电流计算的标准，部分电动汽车主机厂在计算短路电流时参考DL/T 5044—2014。DL/T 5044是我国电力行业针对传统铅酸电池及碱性电池(镍镉等)短路电流计算的权威标准，该标准计算模型如图1所示。

图1 DL/T 5044计算模型

其提出的蓄电池端子预期短路电流计算公式为

可当平儿意外丢了虾须镯，邢岫烟的丫头却第一时间被列入怀疑目标，“本来又穷，只怕小孩子家没见过，拿了起来也是有的……”

=[(+)+]

(1)

2) 电池电压值分别选取了标称电压和额定电压，均为经验取值，无理论依据。

1.2 某锂离子电池厂家的计算方法

某行业头部锂离子电池企业提供的锂离子电池短路电流计算公式为

=(+)

(2)

如图2所示，动力电池外短路时，电池本体可等效为理想电压源()+电池内阻抗()的串联；外阻抗主要由线缆阻抗()组成；是动力电池系统等效电路的外部负载。根据欧姆定律，短路电流计算公式为

3) 两种算法所采用的内阻取值均为电池系统在一定时间内(秒级)的直流内阻。但电池系统短路工况是在极短的时间内完成的，短路瞬间电流极大，熔断器的保护动作时间一般是毫秒级。相关研究表明：随着脉冲时间的增加，磷酸铁锂动力电池的内阻呈增长趋势；随着放电电流增大，电池的极化内阻和直流内阻呈减小趋势。故采用10 s级电池直流内阻进行电池系统短路电流计算是不科学的。

1.3 上述两种计算方法分析

综合比较DL/T 5044—2014和某锂离子电池企业的短路电流计算方法发现：

1) 其计算原理一致，均采用了欧姆定律。

式中：为蓄电池组连接的直流母线上的短路电流；为蓄电池组的标称电压(110 V或220 V)；为蓄电池个数；为蓄电池组的内阻，通过30 s内的二次放电法测试得到；为蓄电池组连接条(蓄电池间连接用导电部件)电阻；为蓄电池端子到直流母线的连接电缆或导线的电阻。

纳入标准：①以上患者均符合糖尿病肾病的临床诊断标准[2]；②所有患者均同意该次研究，并签订知情同意书。

2 一种改进的方法及其关键参数取值2.1 改进的计算方法

式中：为电池系统短路电流；为电池系统额定电压；为电池系统10 s直流内阻;为线缆电阻。

图2 动力电池短路等效电路

=(+)

(3)

式中：为电池系统在100% SOC下的开路电压；为电池系统100% SOC时在1 kHz下的交流内阻。

2.2 改进算法中的关键参数取值

2.2.1 电池电压取值

由式(3)可知，在线缆阻抗一定的情况下，电池系统短路电流与电池电压成正比，与电池内阻成反比。在实际应用中，电池系统有充电、放电、静置三种工作状态，而短路故障本质上是电池系统大电流放电的状态，此状态下电池电压会被拉低，无论是从充电状态转入短路状态，还是从静置状态转入短路状态，其瞬态短路电压值均不会超过电池系统开路电压。故计算电池系统预期短路电流宜采用电池在静置状态下的开路电压。

同时，我们也应当看到培训并不是万能的。真正有效的方式还要在实战中培养，必须依靠长期的业务实践。而我国企业领导层个人成长经历较为单一，多以豆芽型个体出现，不能批量涌现中坚力量，难以形成卓越的公司领导层。

图3 某型号磷酸铁锂电芯SOC-OCV曲线

2.2.2 电池内阻取值

锂离子电池的内阻包括欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻指由电极材料、隔膜、电解液电阻及各个零件之间的接触内阻组成的电阻之和。极化内阻指电池化学反应过程中极化所造成的内阻，包括电池化学极化和浓度极化造成的内阻。

当电池系统短路时，在非常短的时间内(毫秒级)便会产生极大短路电流，并触发短路保护装置，此时电池内部的极化过程才刚开始，极化内阻很小，电池的内部阻抗主要为欧姆内阻。考虑到电池系统短路电流与电池内阻成反比，计算电池系统预期短路电流宜采用电池在静置状态下的欧姆内阻。由于欧姆内阻的测量方式较为复杂，在工程应用中不易实现，故本算法使用与其相近的交流内阻测试仪在1 kHz下测得的交流内阻等效替代。

3 算法比较

指导烟农专业合作社选择高效、低毒、低残留的化学农药，按照剂量标准进行交替使用，例如菌核净、代森锰锌等。

图4 某314 Ah电芯短路试验原理图

试验前各参数如下：电池开路电压=3.394 5 V，电池1 kHz交流内阻=0.154 6 mΩ，采样电阻=0.4 mΩ，电池额定电压=3.2 V，电池30 s内二次放电法测试内阻值=0.486 5 mΩ，电池10 s 直流阻抗内阻=0.514 5 mΩ。

图3为磷酸铁锂电池荷电状态(SOC)与开路电压(OCV)曲线，由曲线可知电池OCV随SOC增加而升高。考虑到在不同SOC状态下锂电池的欧姆内阻基本无变化，为便于计算，式(3)中的电池电压应取电池SOC为100%时的开路电压。

根据式(1)计算电池系统预期短路电流=3.2 V/(0.486 5+0.4) mΩ=3 609 A。

以某款314 Ah磷酸铁锂电池(单体)为例进行短路试验，试验原理如图4所示。

根据式(2)计算电池系统预期短路电流=3.2 V/(0.514 5+0.4) mΩ=3 499 A。

根据式(3)计算电池系统预期短路电流=3.394 5 V/(0.154 6+0.4) mΩ=6 120 A。

我国幅员辽阔，虽然适合种植粮食作物、经济作物的田地数量有限，但不可否认它们散布在不同的气候、地貌、地质、经济环境中，不同地区对农业机械及其技术的需求方向不同、研发和推广能力不同，这导致我国农业机械技术在地区间发展方向和程度有一定的差异。

短路试验数据见表1。

表1 电池系统短路数据

由表1可知，电池系统短路时短路电流呈下降趋势，电池系统0.1 s实际短路电流为6 733 A，与改进算法(3)的理论计算值6 120 A相差不大，而与式(1)和式(2)的理论计算值差距很大，说明本文提出的锂离子电池短路计算方法更加准确有效。动力电池短路电流计算的工程意义在于辅助短路保护器件的选型，而电池直流系统的短路保护一般使用直流熔断器。由于电池短路具有极端破坏力，这就要求直流熔断器的熔断曲线要尽量契合电池系统的短路特性，一般要求分断配合要做到0.1 s以内。

在苏子河和浑河的氮输入分别减少一半时，溶解氧浓度仅有极微小的变化，抚顺取水口处的叶绿素a和总磷浓度均没有变化，总氮、硝酸盐氮和氨氮浓度变化各工况有所不同。同时减少各河流氮输入（E11）时总氮、硝酸盐氮和氨氮浓度的降幅远比分别减少浑河（E12）和苏子河（E13）的氮输入时要大。而在分别减少苏子河和浑河的氮输入时，抚顺取水口处的总氮、硝酸盐氮和氨氮浓度的历时曲线互相纠缠，表明两条河流的氮输入对抚顺取水口处总氮、硝酸盐氮和氨氮的影响相当。

4 结束语

本文在传统短路电流计算方法基础上，通过分析动力电池系统短路等效电路和短路过程中的电压、电池内阻等参数，提出了一种改进的电池系统短路电流计算方法，并从工程应用角度对计算公式中各参数取值进行了优化处理。试验表明，改进后的短路电流计算方式更贴近工程实际应用情况。