[發(fā)明專利]鋰離子電池自加熱方法、鋰離子電池及電動車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011266359.5
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112582710B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方杰;劉華濤;張耀
• 申請（專利權(quán)）人: 欣旺達(dá)電動汽車電池有限公司
• 主分類號: H01M10/633
• 分類號: H01M10/633;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/637;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 邱維杰

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池自加熱方法、鋰離子電池及電動車，方法包括：根據(jù)電感的趨膚效應(yīng)將電感修正因子輸入至預(yù)設(shè)的等效電路阻抗模型中；獲取溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)；計(jì)算出鋰離子電池的第一電流幅值；獲取鋰離子電池的開路電壓和預(yù)設(shè)的第一電壓閾值上限，并根據(jù)等效電路阻抗模型、第一電流幅值、開路電壓和第一電壓閾值上限得到鋰離子電池的目標(biāo)電流頻率；根據(jù)目標(biāo)電流頻率對鋰離子電池進(jìn)行加熱；若鋰離子電池內(nèi)部的溫度達(dá)到指定溫度時，停止加熱。鋰離子電池包括應(yīng)用上述鋰離子電池自加熱方法的鋰離子電池。電動車包括上述鋰離子電池。利用鋰離子電池內(nèi)部自加熱，溫度均勻性好，可以有效提高加熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池自加熱方法、鋰離子電池及電動車。

背景技術(shù)

目前，由于溫室效應(yīng)的加劇和對環(huán)保的日益重視，燃油車逐步由電動力車取代。車用動力電池一般為鋰離子電池。第一方面，常用的鋰離子電池在低溫下，電導(dǎo)率下降明顯，嚴(yán)重影響鋰離子電池的可充電性能和輸出功率；第二方面，鋰離子電池在低溫下充電，石墨負(fù)極有金屬鋰析出的風(fēng)險，而金屬鋰析出會破壞界面結(jié)構(gòu)，消耗電解液或者刺穿隔膜，以致縮短電池壽命，降低電池的安全性；第三方面，在低溫下鋰離子電池的放電容量也會低于常溫條件下的放電容量。因此，鋰離子電池在低溫下能否高效加熱，是影響電動車在冬季表現(xiàn)的重要因素。對鋰離子電池進(jìn)行外部加熱，具有加熱效率低，而且溫度分布不均勻的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，為此，本發(fā)明提出一種鋰離子電池自加熱方法、鋰離子電池及電動車，利用自加熱，鋰離子電池內(nèi)部溫度均勻性好，且可以有效提高加熱效率。

本發(fā)明的第一方面，提供了一種鋰離子電池自加熱方法，包括：根據(jù)電感的趨膚效應(yīng)將電感修正因子輸入至預(yù)設(shè)的等效電路阻抗模型中；獲取鋰離子電池內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)；根據(jù)等效電路阻抗模型、鋰離子電池內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)，計(jì)算出鋰離子電池的第一電流幅值；獲取鋰離子電池的開路電壓和預(yù)設(shè)的第一電壓閾值上限，并根據(jù)等效電路阻抗模型、第一電流幅值、開路電壓和第一電壓閾值上限得到鋰離子電池的目標(biāo)電流頻率；根據(jù)目標(biāo)電流頻率對鋰離子電池進(jìn)行加熱；若鋰離子電池內(nèi)部的溫度達(dá)到指定溫度時，停止對鋰離子電池加熱。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的鋰離子電池自加熱方法，至少具體如下有益效果：通過建立鋰離子電池的等效電路阻抗模型，并且根據(jù)電感的趨膚效應(yīng)在等效電路阻抗模型中加入電感修正因子，可以獲得更貼近實(shí)際情況的阻抗模型。根據(jù)等效電路阻抗模型，通過鋰離子電池內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)，得到鋰離子電池的第一電流幅值，而根據(jù)等效電路阻抗模型、第一電流幅值、開路電壓和第一電壓閾值上限，可以得到較為精確的鋰離子電池的目標(biāo)電流頻率，持續(xù)以目標(biāo)電流頻率對鋰離子電池進(jìn)行加熱，且監(jiān)控鋰離子電池內(nèi)部的溫度，直至鋰離子電池內(nèi)部的溫度達(dá)到指定溫度，停止加熱。利用電感的趨膚效應(yīng)，獲取較為準(zhǔn)確的目標(biāo)電流頻率，利用電池內(nèi)部自加熱，鋰離子電池內(nèi)部溫度均勻性好，可以有效提高加熱效率。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，還包括：通過等效電路阻抗模型計(jì)算總阻抗，具體為：根據(jù)第一公式計(jì)算總阻抗Z(f)，第一公式如下：

其中，Z_ct(f)為電荷轉(zhuǎn)移元件阻抗，Z_L(f)為卷繞結(jié)構(gòu)的電極片對應(yīng)非理想電感元件阻抗，R_e為電解液對應(yīng)歐姆元件電阻，具體為：f為正弦交流電的頻率，L是電池的電感，α_L為電感修正因子，R_ct為電池的電荷轉(zhuǎn)移電阻，Q_ct為電荷轉(zhuǎn)移相位元件的電容系數(shù)，α_ct為電荷轉(zhuǎn)移相位因子。根據(jù)電感的趨膚效應(yīng)在等效電路阻抗模型中加入電感修正因子，可以獲得更貼近實(shí)際情況的阻抗模型。從而利用電感的趨膚效應(yīng)，獲取較為準(zhǔn)確的目標(biāo)電流頻率，利用電池內(nèi)部自加熱，鋰離子電池內(nèi)部溫度均勻性好，也可以有效提高加熱效率。