[发明专利]一种电池内部温度检测方法和装置

说明书

本发明提供一种电池内部温度检测方法和装置，方法包括采集电池的交流阻抗谱；根据电池的交流阻抗谱确定特征频率范围，并从特征频率范围筛选出与温度存在单调关系的阻抗参数；根据与温度存在单调关系的阻抗参数以及其与温度的对应关系建立电池内部温度检测模型，进而得到电池内部温度。本发明提供的电池内部温度检测方法和装置，综合电池的阻抗特性参数与电池内部温度，在不损坏电池结构的前提下，检测电池内部温度，具有较高的可行性和实用性。

技术领域

本发明涉及一种电池温度检测技术，具体涉及一种电池内部温度检测方法和装置。

背景技术

电池自问世以来，以其高能量密度、长使用寿命以及清洁环保等优越性能深受世界各国政府和研究人员的青睐，并被广泛应用于电动汽车行业和储能领域。

寿命问题和安全问题一直是制约电池技术发展最主要的两大难题。电池在使用过程中，伴随着循环次数的增加，电池的正负活性极材料逐渐老化，电解液逐渐分解，导致容量会发生衰减，内阻会增加，使用寿命会缩短。同时，电池内阻的增大，使得电池的产热也随之增大，容易造成电池内部温度升高，引起起火、爆炸等现象。

电池内阻作为衡量电池内部导电离子和电子传输难易程度的主要参数，直接决定着电池的功率特性，因而对电动汽车的动力性和储能密度有着重要影响。同时，内阻也决定着电池产热量的大小，是电池产热量检测的关键参数之一。

电池在实际运行的环境温度范围较广，在不同温度和工作状态下，电池内阻均不同。掌握电池内阻与温度、SOC(State of Charge，SOC)和充放电倍率等的内在关系，能够更好地为电池产热模型仿真和热管理系统设计提供依据。

在电池热模型仿真和热管理系统中最主要的手段之一就是对电池的内部环境温度进行检测和监控，而目前对于电池内部的环境温度难以直接进行测量，通常是用电池表面温度进行近似替代，但电池不是热的良导体，仅掌握电池表面温度分布不能充分说明电池内部的热状态，必须通过数学模型计算电池内部的温度，预测电池的热行为，这是电池组热管理系统设计时不可或缺的环节。

由于电池在实际使用过程中，电池结构必须保持完整性，不能拆解，故此无法对电池内部环境温度进行直接的测量，当前的电池内部温度测试方法，都是通过对电池外表面温度测定。电池的产热大部分来自于电池内部反应，通过传热的方式与外部进行热交换，但电池本身不是热的良导体，并不能保证传热的均匀性，因此电池的内部温度常高于电池的外表面温度，而用电池外表面温度近似替代内部温度显然不太准确。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种电池内部温度检测方法，综合电池的阻抗特性参数与电池内部温度，在不损坏电池结构的前提下，检测电池内部温度，具有较高的可行性和实用性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种电池内部温度检测方法，所述方法包括：

采集电池的交流阻抗谱；

根据电池的交流阻抗谱确定特征频率范围，并从特征频率范围筛选出与温度存在单调关系的阻抗参数；

根据与温度存在单调关系的阻抗参数以及其与温度的对应关系建立电池内部温度检测模型，进而得到电池内部温度。

所述采集电池的交流阻抗谱包括：

以0.1C～1C的充电倍率并采用恒流恒压方式对电池进行充电，至电池的电压达到截止电压，然后以截止电压充电至电流小于0.05C；

将电池荷电状态调整为100％，并将电池在环境温度T₀的条件下恒温静置12h以上；

对恒温静置后的电池进行交流阻抗测试，获得100％荷电状态下电池的交流阻抗谱，该阻抗谱的频率范围为10kHz～10mHz；