[發明專利]一種基于BV方程的動力電池智能自調節加熱電流計算方法、電池加熱方法和電池管理系統

在審

• 申請號: 201810013188.1
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108595729A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 熊瑞;郭姍姍;王侃;孫逢春
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種基于BV方程的動力電池智能自調節加熱電流計算方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

(a)對電池加熱過程建立包含BV方程的電路模型；所述電路模型是BV方程與純電容元件并聯后再與歐姆內阻和電池開路電壓串聯；

(b)基于所述電池的所述電路模型，利用所述BV方程描述支路電流的數學方程；

(c)對建立的所述數學方程進行離散化處理，得到總電流隨時間變化的函數；所述總電流為流經歐姆內阻的電流；

(d)分別利用電池端電壓的電壓上限值和電壓下限值帶入上述函數，得到電流上限許用最大值和電流下限許用最大值；

(e)選擇電流上限許用最大值和電流下限許用最大值中較小者，作為所述加熱電流。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述BV方程描述支路電流的數學方程為：

式中：S為電極面積，i₀為交換電流密度，I_ct為支路電流，U_ct為過電位，α_a和a_c為對稱系數，表示電極電位對還原反應和氧化反應活化能的影響程度，通常滿足a_a＝a_c＝0.5，F為法拉第常數，R為氣體常數，T為熱力學溫度。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(c)中所述總電流隨時間變化的函數為：

U_t為電池端電壓，U_ocv為電池開路電壓，U_ct為極化電壓，R_i為歐姆內阻，C為回路電容值。

4.一種動力電池加熱方法，其特征在于：

1)獲得當前電池溫度和電池環境溫度；

2)判斷是否需要進行交流電加熱，當電池溫度高于設定閥值時，不需要進行加熱，電動汽車正常啟動或工作；當電池溫度低于設定閥值時，使用交流電對電池加熱；

3)獲得電池端電壓、當前電池的SOC值、電池開路電壓、歐姆內阻、極化電壓和回路電容值；

4)根據權利1至3任一項所述方法計算自調節加熱電流值，執行交流電加熱；

5)實時測量電池溫度，并判斷電池溫度是否升高目標閥值，若是，執行步驟6；若否，執行步驟4，繼續執行交流電加熱；

6)判斷動力電池溫度是否達到設定終止溫度，若是，停止交流電加熱，電池正常工作；若否，執行步驟3，更新自調節加熱電流值，并施加在電池兩端。

5.如權利要求4的所述方法，其特征在于：根據當前電池的SOC值，結合電池溫度,根據控制器內預存的開路電壓值和電池溫度關系獲取所述開路電壓值。

6.如權利要求4的所述方法，其特征在于：根據控制器內預存的電池阻抗值與電池溫度的關系獲取當前電池溫度下的歐姆阻抗。

7.如權利要求4的所述方法，其特征在于：將電池加熱前的端電壓作為開路電壓值初始值。

8.如權利要求1或2的所述方法，其特征在于：所述目標閥值是1度、0.5度、0.25度或2度。

9.一種電池管理系統，其特征在于，使用如權利要求1-8任意一項所述的方法。