[發明專利]一種利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法

在審

• 申請號: 202011021366.9
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112092676A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 許楠;謝雨;楊志華;睢巖;孔巖;劉俏
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L58/10
• 分類號: B60L58/10;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

1.一種利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法，其特征在于，包括：

步驟一、獲取歷史試驗的單體鋰離子電池的單體電池溫度，存儲為歷史溫度；

步驟二、建立深度神經網絡模型，輸入參數有3個，輸入層有3個神經元；采用兩層隱藏層，每個隱藏層的神經元個數為6個；輸出參數為溫度變量，輸出層為一個神經元；所述輸入參數為真實溫度傳感器測量的溫度、真實溫度傳感器位置和所述歷史溫度；所述溫度變量存儲為初步估算的溫度矩陣；

步驟三、采集所有單體電池電流和電壓的信號，監測到某行/列的單體電池的電流/電壓超過設定的電流閾值/電壓閾值，電流傳感器/電壓傳感器要增加對該行/列單體電池監測的頻率；

步驟四、當所述某行/某列的單體電池電流/電壓超過設定的電流閾值/電壓閾值一定時間時，計算所述某行/列單體電池的溫度：

其中，表示微元體在單位時間內的熱力學增量；ρ表示電池平均密度；C_P表示電池加權平均比熱容；T表示的是溫度；t表示的是時間；λ_x,λ_y,λ_z表示鋰離子電池微元體的導熱系數，其中λ_x,λ_y是徑向2個垂直方向導熱系數，λ_z是軸向導熱系數；q表示單位時間內鋰離子電池內部的生熱速率；

用所述計算得到的某行/列單體電池的溫度對所述初步估算的溫度矩陣中的所述某行溫度進行修正。

2.如權利要求1所述的利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法，其特征在于，所述步驟三還包括：

監測到某行/列的單體電池的電流/電壓超過設定的電流閾值/電壓閾值，對電流傳感器/電壓傳感器的監測頻率進行修改，剩余行/列的單體電池每監測一行/列后，就對所述某行/列監測一次。

3.如權利要求2所述的利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法，其特征在于，所述步驟三還包括：

當某類單體電池既在串聯線路又在并聯線路上時，對其監測的頻率既受電流閾值的影響，又受電壓閾值的影響；該類單體電池的監測按照以下規則進行：

若電流先超過電流閾值，則電流傳感器按照修改的頻率對其進行監測，同時限制電壓傳感器按照原頻率進行監測，直到電流傳感器變為原頻率，解除對電壓傳感器監測頻率的限制；

若電壓先超過電壓閾值，則電壓傳感器按照修改的頻率對其進行監測，同時限制電流傳感器按照原頻率進行監測，直到電壓傳感器變為原頻率，解除對電流傳感器監測頻率的限制。

4.如權利要求1或3所述的利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法，其特征在于，所述步驟四還包括：

計算所述生熱速率：

其中，V表示電池的體積；E表示電池開路電壓；U表示電池工作電壓；T表示電池的溫度；表示電池開路電壓的溫度影響系數，R表示電阻；I表示電流。

5.如權利要求4所述的利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法，其特征在于，還包括：

計算電池加權平均比熱容：

其中，ρ_i為鋰離子電池各個組成部分的密度；C_i為各個組成部分的比熱容；V_i為各個組成部分的體積。

6.如權利要求5所述的利用虛擬溫度傳感器對電池包溫度場的估算修正方法，其特征在于，還包括：

計算徑向導熱系數的：

計算軸向和周向的導熱系數求解：

式中，λ_i為為鋰離子電池各個組成部分的導熱系數；L_i為鋰離子電池各個組成部分的厚度；k_r為徑向導熱系數，k_h為周向和軸向導熱系數。