[發(fā)明專利]鋰電池內(nèi)部溫度估計方法、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210854908.3
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115201688A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜淼;李創(chuàng);嚴(yán)偉;王萬純;侯煒;徐光福;于海波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了鋰電池內(nèi)部溫度估計方法、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)。方法包括：建立電池內(nèi)部溫度估計熱模型，所述電池內(nèi)部溫度估計熱模型首先利用電池電流數(shù)據(jù)估計電池表面和內(nèi)部溫度差，再將所述溫度差與電池表面溫度相加得到電池內(nèi)部溫度估計值；測量運(yùn)行過程中的鋰電池表面溫度；采集運(yùn)行過程中的電池電流；將所述電池表面溫度和電池電流代入所述電池內(nèi)部溫度估計熱模型計算當(dāng)前電池內(nèi)部溫度。本方案利用行中電池電流數(shù)據(jù)可以較為準(zhǔn)確的估計電池表面和內(nèi)部溫度差，進(jìn)而估算鋰電池內(nèi)部溫度。本方案依賴較少的采集量，可以準(zhǔn)確地實(shí)時估計電池內(nèi)部溫度，且計算量小，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電化學(xué)儲能領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池內(nèi)部溫度估計方法、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)

大型鋰電池儲能電站中，需要監(jiān)控電池內(nèi)部溫度來評估電池運(yùn)行狀況，但是由于電池封裝在模組中，難以直接測量，需要其他方法來實(shí)時的估計電池內(nèi)部溫度。

文獻(xiàn)陳德海等.基于無跡Kalman濾波算法的電池內(nèi)部溫度估計[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報,2022,13(01):186-193.提出提出了一種非線性無跡Kalman濾波(UKF)估計算法。對某一2.6Ah三元單體鋰離子電池，建立等效可變參數(shù)熱模型；用狀態(tài)方程分析法，建立電池內(nèi)部外部溫度的關(guān)聯(lián)并離散化；用遞推最小二乘法(RLS)辨識熱模型中時間、表面溫度、環(huán)境溫度、輸入電流4種熱參數(shù)，實(shí)時更新系統(tǒng)狀態(tài)與觀測方程的參數(shù)矩陣，結(jié)合UKF算法，實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部溫度估計。文獻(xiàn)姬芬竹等.電動汽車動力電池生熱模型和散熱特性[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2014,40(01):18-24.DOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2014.01.015.結(jié)合Bernardi生熱速率模型建立了單體電池正極片集流體、負(fù)極片集流體和電池極板的熱耦合模型以及成組電池傳熱模型；利用Fluent軟件仿真分析了自然通風(fēng)環(huán)境中LiFePO4單體電池的生熱特性,模擬了強(qiáng)制空氣對流冷卻條件下成組電池的生熱和散熱特性,分析了電池箱出風(fēng)口位置對電池溫度的影響；計算了不同放電倍率下電池組溫度變化。

專利CN105260612A《一種電池在線溫度估計方法》利用待估計的電池的一階等效電路模型在充放電使用過程中對電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行在線估計，獲得電池在t-1時刻的電池的開路電壓V_OCV,t-1，利用待估計的電池在使用過程中電池溫度變化與電池生熱和電池散熱條件的關(guān)系，建立電池?zé)崞胶饽Ｐ停胻-1時刻估計t時刻，獲得平衡方程，從而獲得電池在t時刻在線溫度T_t。專利CN104865534A《一種單體電池內(nèi)部溫度估計方法》提出一種單體電池內(nèi)部溫度估計方法，包括離線部分和在線部分，所述離線部分包括：a1)獲得電池單體在不同溫度情況下的內(nèi)阻特性；a2)根據(jù)所述內(nèi)阻特性獲取電池內(nèi)部溫度與電池內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系；所述在線部分包括：b1)在線檢測當(dāng)前工作電池的電流、端電壓及表面溫度；b2)根據(jù)所述電流和端電壓在線估計當(dāng)前工作電池的電池內(nèi)阻；b3)根據(jù)步驟b2)獲得的電池內(nèi)阻、步驟b1)獲得的表面溫度及步驟a2)獲得的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系估計當(dāng)前工作電池的內(nèi)部溫度。專利CN113884901A《一種電池表面溫度分布估計方法及系統(tǒng)》公開了一種電池表面溫度分布估計方法及系統(tǒng)，電池溫度估計方法首次提出三熱源電-熱耦合模型，包括三熱源傳熱模型和電阻分布式等效電流模型，分別用以計算電池的熱特性以及電特性，以實(shí)現(xiàn)特征溫度點(diǎn)的瞬時溫度估計；具體包括步驟：建立三熱源傳熱模型以及電阻分布式等效電路模型；不同工況下測量并獲取電池電壓值、電流值以及特征點(diǎn)的溫度值；分別對模型中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行辨識；在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下驗(yàn)證模型的精度和響應(yīng)性；進(jìn)一步提高了電池管理系統(tǒng)的溫度實(shí)時監(jiān)測能力。

以上方法估計模型過于復(fù)雜，計算過程繁瑣對硬件計算能力要求較高，且需要采集的模擬量過多。

發(fā)明內(nèi)容

本申請得目的在于，提供一種鋰電池內(nèi)部溫度估計方法，解決現(xiàn)有技術(shù)估計模型復(fù)雜，采集模擬量過多的問題。

為了達(dá)成上述目的，本申請采用如下技術(shù)方案：

本申請的第一方面，提出了一種鋰電池內(nèi)部溫度估計方法，包括：