近年来国内外都发生了很多电动汽车起火事件,电池安全问题受到广泛重视,很多事故调查报告和文献指出事故的根本原因与锂离子电池微小内短路有关。所以及早发现可能造成电动汽车电池组发生热失控的微小内短路电池是一个亟需解决的问题。本文从电池微小内短路的精准定量诊断、实时诊断和电化学机理诊断三个方面,构建了基本可以覆盖电池全生命周期的微短路诊断方法体系。为了确保用于电池微短路诊断的数据准确可靠,本文首先分析了电池管理系统（Battery management system,BMS）数据采样和传输过程,揭示了单体电压和电流数据之间易产生异步的机理,优化了BMS通信机制,并利用数据异步和电池内阻差异变化之间的关系,提出了一种基于模型的数据同步方法,使得数据可以可靠地被用于后续微短路诊断和BMS其他功能计算。针对目前电动汽车自燃事故多发在充电时,本文分析了微短路对电池单体剩余充电电量的影响规律,并通过电池组内单体间充电末期电压曲线变换实现了剩余充电电量估计,提出了基于单体剩余充电电量变化的微短路定量诊断方法。通过仿真和实验证明所提方法可适应不同充电截止电压、不同充电策略、不同电池老化程度等情况。定量的诊断结果使得BMS可根据故障严重程度科学地制定不同的响应策略。考虑到微短路可能发生在任何工况下,本文利用微短路电量耗散现象对电池组内单体间差异所造成的影响,对中位单体和其他单体的差异进行了低计算复杂度的建模和状态估计,基于荷电状态差异及其变化率实现了对微短路的实时追踪和诊断。通过仿真实验验证了所提方法在单体间存在温度、荷电状态、容量和内阻等不一致性情况下的适应性。实时微短路诊断方法进一步增强了电池系统的安全性。为了能够实现对未成组电池单体的微短路诊断,本文从单体电化学原理出发,首次建立了锂离子电池微短路的伪二维电化学模型,揭示了电池在发生微短路后的外特性变化和电池内部电化学变量变化,提出了一种可用于微短路诊断的电池交流阻抗辨识方法。通过仿真和实验揭示了微短路对电池交流阻抗所造成的影响及其规律。未成组单体的微短路诊断为电池出厂和梯次利用前的安全检测提供了方法和思路。