[发明专利]一种锂离子电池的低温频域电-热模型的构建方法

权利要求书

1.一种锂离子电池的低温频域电-热模型的构建方法，该方法包括以下步骤：

S1、根据电化学阻抗谱数据构建等效电路模型，确定等效电路模型的结构，在高频和低频两个频率范围内分别辨识锂离子电池的模型参数，模型参数包括欧姆电阻、电感、极化电阻和极化电容；

S2、根据步骤S1确定的极化电阻和极化电容，基于锂离子电池内部的电化学反应机理，构建极化电阻和极化电容与频率的函数关系，并拟合得到函数未知系数；所述函数未知系数为待拟合的极化电阻参数或极化电容参数；

S3、根据步骤S1和步骤S2确定的欧姆电阻和函数未知系数，基于锂离子电池内部的电化学反应机理，构建欧姆电阻和函数未知系数与温度的函数关系；

S4、根据步骤S1、S2和步骤S3确定的函数关系和模型参数，构建出简化的锂离子电池的低温频域电-热模型。

2.如权利要求1所述锂离子电池的低温频域电-热模型的构建方法，其特征在于：步骤S1中，确定等效电路模型结构并辨识模型参数的步骤包括：

S11、从锂离子电池实际应用需求出发，基于锂离子电池的电化学阻抗谱数据，确定等效电路模型的结构为含有欧姆电阻、电感、极化电阻和极化电容的一阶等效电路模型；

S12、根据等效电路模型的结构，从高频的虚部阻抗数据辨识电感参数，从高频的实部阻抗数据辨识欧姆电阻参数；

S13、根据等效电路模型的结构，从低频的虚部阻抗数据辨识极化电容参数，从低频的实部阻抗数据辨识极化电阻参数。

3.如权利要求2所述锂离子电池的低温频域电-热模型的构建方法，其特征在于：步骤S12中所述辨识欧姆电阻参数的步骤包括：

S121、辨识得到各个温度下的欧姆电阻；

S122、根据锂离子电池内部电化学反应机理，通过分析阻抗与电化学反应速率的关系，构建欧姆电阻与温度的函数关系；

S123、构建欧姆电阻与温度的Ar方程，即其中，R_b为欧姆电阻，b₁为比例系数，E_1b为活化能，R为气体常数，T为电池温度。

4.如权利要求1所述锂离子电池的低温频域电-热模型的构建方法，其特征在于：步骤S2中，构建极化电阻和极化电容与频率的函数关系的步骤包括：

S21、根据辨识的极化电阻和极化电容，分析极化电阻和极化电容与频率的函数关系；

S22、构建极化电阻和极化电容与频率的FD方程，即

S23、考虑实际应用的简化需求，将FD方程简化为Zp为极化电阻或极化电容，f为频率，α、β、ε为待拟合的极化电阻参数或极化电容参数。

5.如权利要求4所述锂离子电池的低温频域电-热模型的构建方法，其特征在于，步骤S3中，构建函数未知系数与温度的函数关系的步骤包括：

S31、根据欧姆电阻与温度的函数关系，构建极化电阻FD方程中待拟合的极化电阻参数与温度的函数关系；极化电阻参数与温度的函数关系为R_1x为极化电阻参数，b_1x为比例系数，E_1x为活化能，R为气体常数，T为电池温度；x为FD方程中待拟合的极化电阻参数；

S32、根据锂离子电池内部电化学反应机理，通过分析极化阻抗与电化学反应速率的关系，确定极化电容FD方程中待拟合的极化电容参数与温度的函数关系；

S33、构建FD方程中待拟合的极化电容参数与温度的Ar方程，极化电容参数与温度的Ar方程为C_2x为极化电容参数，b_2x为比例系数，E_2x为活化能，R为气体常数，T为电池温度；x为FD方程中待拟合的极化电容参数。