[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

本發明涉及一種確定電池核心溫度的方法和系統，構建電池核心溫度估計模型；通過實驗獲取在不同環境溫度和放電C率條件下的實驗電池的核心溫度和表面溫度；將實驗時的環境溫度、實驗電池的核心溫度和表面溫度均輸入電池核心溫度估計模型，獲取實驗電池的內外熱阻比，并結合環境溫度和實驗電池放電C率，構建C率?T_amb?參數曲面模型；將待測電池的放電C率和環境溫度，輸入C率?T_amb?參數曲面模型，獲取待測電池的內外熱阻比，進而在電池核心溫度估計模型的基礎上，結合環境溫度和待測電池就可以確定待測電池的核心溫度，以在精確得到待測電池的核心溫度的同時，提高檢測效率。

技術領域

本發明涉及電池溫度檢測技術領域，特別是涉及一種確定電池核心溫度的方法和系統。

背景技術

環境溫度及電池本體溫度對鋰離子電池的使用性能和壽命有重大的影響，相關研究顯示在高溫下鋰離子動力電池容量快速衰減，在低溫下鋰離子電池會出現無法放電和放電容量下降的問題，因而對于鋰離子動力電池溫度的監控和熱管理是延長鋰離子電池使用壽命和優化電池性能的重要方式。

大量對于鋰離子動力電池溫度的監控是基于對電池表面溫度的監控，由于鋰離子電池各向導熱率較低的原因，相同時刻下電池表面溫度遠低于電池核心溫度，這使得當傳感器檢測到電池表面溫度超過限值時電池核心溫度早已超過熱失控臨界溫度，電池將進入不可逆轉的熱失控過程，這使得利用電池溫度對電池安全的預警會存在嚴重的滯后性和不準確性。

當前有部分研究是基于嵌入式傳感器監測電池核心溫度，這種方式是將溫度傳感器植入電池內部直接測量電池核心溫度，但是其缺點在于受限于電池的體積和厚度，并不能準確對電池的溫度進行精確測量。并且，溫度傳感器易對電池的外形和結構造成影響，不利于現實使用，同時電池內部具有腐蝕性的電解液易腐蝕傳感器，嚴重影響溫度傳感器的使用壽命。

針對上述問題，部分研究者利用統計模型和相關數據驅動的模型如卡爾曼濾波、大數據模型等通過電池表面溫度對電池核心溫度進行估測，這些方法雖然能夠利用電池表面溫度預測電池核心溫度，但是模型較為復雜，具有高度三維非線性，并且對計算要求高，往往需要大量數據進行統計計算才能較為準確的獲取得到電池的核心溫度數據，計算效率較為低下。并且，常用的車載電腦很難采用這種方法，來對相關的電池數據進行計算處理，因而適用性不強。

發明內容

本發明的目的是提供一種確定電池核心溫度的方法和系統，能夠在精確得到待測電池的核心溫度的同時，提高檢測效率，且具有較高適用性，便于車載電腦使用和計算。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種確定電池核心溫度的方法，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；

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，輸入所述參數曲面模型，獲取待測電池的內外熱阻比；