近年来,伴随着新能源汽车产业的快速发展,锂离子动力电池的安全问题日益引起行业和社会的高度关注。内短路是锂离子动力电池热失控三种诱导因素下的共性环节,也是改善和提升锂离子动力电池安全性的关键技术问题。由于内短路可随机在锂离子动力电池寿命的任一时刻形成,需要及时诊断,消除其对新能源汽车的安全隐患。因此,锂离子动力电池内短路机理及其诊断方法的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文针对锂离子动力电池内短路机理与诊断方法开展研究工作,论文具体研究内容如下:首先,介绍了锂离子电池的工作原理,分析了电池析锂、锂枝晶生长引起内短路的形成机制与熔断现象;利用COMSOL多物理场仿真软件建立了内短路有限元数值模型,分析了自引发性内短路形成时电池内部的变化情况;通过设置有限元数值模型中锂枝晶域不可逆转变,模拟熔断现象下电池的边界电势变化,得出了铝集流体-负极、正极-负极类型内短路的电特性。其次,利用电特性角度上,电池内短路和外短路等效电路模型基本一致的原理。搭建了Thevenin一阶等效电路模型,通过电池性能测试实验获得了电池参数并对电池等效电路模型进行了验证;在Thevenin一阶等效电路模型的基础上搭建了内短路电路模型,并通过内短路替代实验对内短路电路模型完成了验证;在内短路电路模型的基础上,基于内短路等效参数原理分析了内短路的参数效应,得出了端电压突降值与等效短路电阻阻值的关系,分析了内短路的自放电效应并得出了等效短路电阻的估计方法。再者,基于动力系统内各电池的端电压具有高度一致性的假设,利用电池触发内短路时端电压与正常电池差异较大的电特征,设计了三种实验方案来模拟电池形成内短路时不同的电压表现;采用时间序列相关性算法实现了对内短路故障电池的在线诊断,并对比了离群点算法和相关系数算法在诊断电池内短路故障时的优劣点,发现两算法仅适用于严重内短路故障的诊断;通过额外设置疑似内短路故障的诊断范围,将两算法诊断结果处于该范围的电池单体标记为疑似内短路故障电池单体。最后,针对诊断轻微内短路较为困难的问题,进一步提出了一种基于RC模型的内短路故障诊断方法。利用被标记为疑似内短路故障的电池,基于“平均+差异”假设的故障诊断原理,将动力系统模组内的正常电池转化为“平均电池”,采用最小二乘法和扩展卡尔曼滤波法的联合算法,分别对疑似内短路故障电池和“平均电池”的电池模型参数和SOC状态进行了辨识和估计,通过对比模型参数与SOC差异量实现内短路故障诊断。实验结果表明,对于电池触发不同程度的内短路故障,该算法均可及时完成诊断,避免了内短路电池发展成热失控的风险。