[发明专利]一种锂离子电池内部温度的估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车的电池温度采集领域，特别涉及一种锂离子电池内部温度的估算方法。

背景技术

在电动汽车电池使用过程中，准确的估计电池温度对保证电池正常工作起重要作用。例如，BMS(电池管理系统)的SOC（荷电状态）的计算中，需要根据电池温度来得知相应温度下的电池容量、库伦效率等电池参数；电池故障诊断中要根据电池温度来判断电池是否在规定的温度范围内工作，防止电池温度过高或过低。

目前电池温度一般通过温度传感器进行测量来采集，主要包括以下两种：一种是采用电池表面温度传感器所测量的温度；另一种在锂离子电池制备过程中，将温度传感器探头封装于电池内部，来实现电池内部实时温度测量。

其中，锂离子电池温度测量时将温度传感器置于电池表面，利用温度传感器的采集值作为电池温度。这种方法得到的是电池表面温度，而不是电池内部温度，与电池内部温度具有较大误差。而在锂离子电池制备过程中，将温度传感器探头封装于电池内部，来实现电池内部实时温度测量。这种锂离子电池还未普及，被广泛采用的仍然是普通的不带温度传感器探头的锂离子电池。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能够提供更加可靠的锂离子电池温度值，并且适用范围广泛的锂离子电池内部温度的估算方法。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：一种锂离子电池内部温度的估算方法，通过以下计算模型计算电池模块的内部温度：

T_d(k)=T_d(k-1)+(W₁-W₂)/C;

其中，T_d(k)为电池模块在k时刻的内部温度估计值℃；T_d(k-1)为电池模块内部在k-1时刻的温度估计值℃；W₁为电池模块损失的能量J；W₂为电池模块空气流变化热量J；C为电池模块的比热容J/（k_g·℃)；电池模块内部的温度估计值T_d(k)的初始值采用温度传感器的温度测量值。

其中，所述电池模块损失的能量W₁的计算方法如下：

W₁=（U-U_OCV）*I*t

具体地，U_OCV为利用开路电压-荷电状态查值表得到的荷电状态对应的开路电压V；U为电池模块的端电压V；I为电池模块的电流A，t为电池模块温度计算任务周期。

进一步，所述电池模块空气流变化热量W₂的计算方法如下:

W₂=（T_out-T_d(k)）*m*C_air*t

其中，m为电池模块空气流质量kg，C_air为空气的比热容J/（k_g·℃),；T_out为电池模块出风口温度传感器测得的温度℃,T_d(k)为在上一个任务周期电池模块内部的温度估计值℃；t为电池模块温度计算任务周期。

再进一步，还通过以下计算模型进行闭环反馈计算，得到电池模块内部的温度估计值：

T_cg(k)=T_cg(k-1)+(T_d(k)-T_cg(k-1))/Q；

T_d(k)=T_d(k-1)+(W₁+W₂)/C-k₁（T_cg-T_ce）；

T_cg(k)=T_cg(k-1)+(T_d(k)-T_cg(k-1))/Q-k₂（T_cg-T_ce）；