[发明专利]考虑电芯老化程度的电动汽车电池包温度场模型和方法

权利要求书

1.一种考虑电芯老化程度的电动汽车电池包温度场模型，其特征在于，所述模型包括：

电池单体温度场模型；

表示电池老化程度的内阻矩阵；以及

通过将所述电池单体温度场模型代入所述表示电池老化程度的内阻矩阵所得的改进的温度场模型。

2.根据权利要求1所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述电池单体温度场模型根据如下等式建立：

其中，ρ为电池平均密度；C_p为电池的质量比热容，T为温度；K_x、K_y、K_z分别为电池内部沿x轴、y轴、z轴方向的热导率；q为单位体积热量产生速率。

3.根据权利要求2所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述电池单体温度场模型中的所述比热容根据如下等式建立：

其中，C_p为电池单体的比热容；m为电池单体的质量；m_i为电池单体每种材料的质量；C_i为电池单体每种材料的比热容。

4.根据权利要求3所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述电池单体温度场模型中的所述沿x轴、y轴、z轴方向的热导率根据如下等式建立：

其中，I、b、h为电池单体的长宽高；k_p、k_n和k_s为正极板、负极板和隔膜的平均热导率；d_xp、d_xn和d_xs分别为x轴方向正极板、负极板和隔膜的总厚度，d_yp、d_yn和d_ys分别为y轴方向正极板、负极板和隔膜的总厚度并且d_zp、d_zn和d_zs分别为z轴方向正极板、负极板和隔膜的总厚度。

5.根据权利要求4所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述电池单体温度场模型中的所述热量产生速率是使用Bernardi生热速率模型根据如下等式建立：

其中，V_b是电池单体体积；I是充放电电流；R是电池单体总内阻；U是电池单体电压；U₀是电池开路电压；T是温度；是温度系数。

6.根据权利要求5所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述表示电池老化程度的所述内阻矩阵根据如下等式建立：

其中，U_ocv为开路电压，U′为充放电瞬时的电压，I为瞬时电流。

7.根据权利要求6所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述表示电池老化程度的所述内阻矩阵是通过开路电压矩阵、放电后电压矩阵以及电流矩阵代入根据权利要求6所述的式中得到的。

8.根据权利要求7所述的模型，其特征在于，在m串联n并联的电池包中的所述模型中的所述表示电池老化程度的所述内阻矩阵是通过如下等式建立：

9.根据权利要求8所述的模型，其特征在于，所述模型中的所述改进的温度场模型是通过如下等式建立：

10.一种建立考虑电芯老化程度的电动汽车电池包温度场模型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

建立电池单体温度场模型；

建立表示电池老化程度的内阻矩阵；以及

通过将所述电池单体温度场模型代入所述表示电池老化程度的内阻矩阵建立改进的温度场模型。