[發明專利]一種確定電池核心溫度的方法和系統

有效

• 申請號: 201911150329.5
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110823410B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 王文偉;李宜丁;林程;左豐豪
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;H01M10/48
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種確定電池核心溫度的方法，其特征在于，包括

構建電池核心溫度估計模型；所述電池核心溫度估計模型為：其中，T_in為電池的核心溫度，為電池的內外熱阻比，R_in為電池的內熱阻，T_surf為電池的表面溫度，R_out為電池的外熱阻，T_amb為電池所處環境的溫度；

通過實驗獲取在不同環境溫度和不同電池放電C率條件下的實驗電池的核心溫度和實驗電池的表面溫度；

將實驗時的環境溫度、該環境溫度所對應的實驗電池的核心溫度和該環境溫度所對應的實驗電池的表面溫度均輸入所述電池核心溫度估計模型，獲取所述實驗電池的內外熱阻比；具體包括：

首先對實驗用的鋰離子動力電池的結構進行改變，具體措施是在惰性氣體環境中采用絕緣鉆孔的方式，在實驗用的鋰離子動力電池中央打通頂蓋、安全膜片、正極孔板，同時在實驗用的鋰離子動力電池中央打通負極，并密封各部件保證內部結構與外界的密封性，不改變電池的正負極絕緣特性，將光纖通管垂直插入電池內部貫穿頂蓋、安全膜片正極孔板和電芯，最后從負極孔中穿出，在正負極光纖通管端口處安裝卡扣將光纖通管牢固的固定在電池內，并進行二次密封保證電池的使用性能；

在改造完電池后對實驗電池進行不同倍率循環充放電實驗，通過光纖通管內的光纖光柵測量實驗用的鋰離子動力電池在循環充放電工況下的溫度變化，利用公式在已知T_in、T_surf和T_amb的實驗狀況下，利用最小二乘原理對R_in/R_out進行參數估算；

根據環境溫度、實驗電池放電C率和實驗電池的內外熱阻比，構建C率參數曲面模型；

獲取待測電池的放電C率、待測電池所處環境的溫度和所述待測電池的表面溫度；

將所述待測電池的放電C率和所述待測電池所處環境的溫度，輸入所述C率參數曲面模型，獲取待測電池的內外熱阻比；

將所述待測電池的內外熱阻比、所述待測電池所處環境的溫度和所述待測電池的表面溫度均代入所述電池核心溫度估計模型，確定所述待測電池的核心溫度。

2.根據權利要求1所述的一種確定電池核心溫度的方法，其特征在于，所述將實驗時環境溫度及其所對應的電池的核心溫度和電池的表面溫度輸入所述電池核心溫度估計模型，獲取所述電池的內外熱阻比，包括：

將實驗時環境溫度及其所對應的電池的核心溫度和電池的表面溫度輸入所述電池核心溫度估計模型，采用最小二乘法獲取所述電池的內外熱阻比。

3.根據權利要求1所述的一種確定電池核心溫度的方法，其特征在于，所述電池為鋰離子動力電池。

4.一種確定電池核心溫度的系統，其特征在于，包括：

核心溫度估計模型構建模塊，用于構建電池核心溫度估計模型；所述電池核心溫度估計模型為：其中，T_in為電池的核心溫度，為電池的內外熱阻比，R_in為電池的內熱阻，T_surf為電池的表面溫度，R_out為電池的外熱阻，T_amb為電池所處環境的溫度；

溫度獲取模塊，用于通過實驗獲取在不同環境溫度和不同電池放電C率條件下的實驗電池的核心溫度和實驗電池的表面溫度；

第一內外熱阻比獲取模塊，用于將實驗時環境溫度及其所對應的實驗電池的核心溫度和實驗電池的表面溫度輸入所述電池核心溫度估計模型，獲取所述實驗電池的內外熱阻比；

參數曲面模型獲取模塊，用于根據環境溫度、實驗電池放電C率和所述實驗電池的內外熱阻比，構建C率參數曲面模型；

獲取模塊，用于獲取待測電池的放電C率、待測電池所處環境的溫度和所述待測電池的表面溫度；

第二內外熱阻比獲取模塊，用于將所述待測電池的放電C率和待測電池所處環境的溫度，輸入所述C率參數曲面模型，獲取待測電池的內外熱阻比；

核心溫度確定模塊，用于將所述待測電池的內外熱阻比、所述待測電池所處環境的溫度和所述待測電池的表面溫度均代入所述電池核心溫度估計模型，確定所述待測電池的核心溫度。