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一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法技术

技术编号:20903137 阅读:86 留言:0更新日期:2019-04-17 16:59
本发明专利技术公开一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,包括:根据电池不同真实温度下电化学阻抗谱分析,建立锂离子电池电荷转移电阻Rct_0与电池真实温度Tr关系模型;在实际工况条件下,引入SOC修正系数fs和电流倍率修正系数fi,分别用于修正SOC和电流倍率对电荷转移电阻的影响,建立适用于工况下的电荷转移电阻Rct与电池温度T关系模型;再将该模型代入电池等效电路模型,以电池温度T作为状态变量,利用扩展卡尔曼滤波算法估算得到电池温度T,以此作为电池工况下的等效温度,实现电池等效温度的在线估计。

【技术实现步骤摘要】
一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法
本专利技术涉及锂离子电池充放电
,具体而言,涉及一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法。
技术介绍
锂离子电池因其工作电压高、使用寿命长、能量密度高、充放电倍率大、自放电电流小、无污染等诸多优点,已成为电动汽车、电动船舶和大型调频调峰储能电站等动力电池应用的首选。但温度极大地影响着锂离子电池的性能和安全,尤其在低温条件下,锂离子电池的阻抗、开路电压、SOC等参数受温度影响特别敏感。目前,锂离子电池的温度通常以其外壳表面或极柱的温度来表示,在充放电过程中,由于电池内阻和电化学反应等的产热,电池由内到外会呈现出一定的温度梯度分布,电池表面或极柱的温度不能代表电池的真实温度。在低温环境下,差异会变得更加明显,这将严重影响锂离子电池状态估算的正确性,导致锂离子电池性能的正常发挥,甚至影响锂离子电池的安全运行。
技术实现思路
鉴于现有锂离子电池温度的估计方法存在的上述困难,本专利技术提出了一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,即以在线辨识所得的锂离子电池电荷转移电阻Rct所对应的温度作为当前锂离子电池的等效温度,以此作为估算锂离子电池状态的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:1)根据电池不同真实温度下电化学阻抗谱分析,建立锂离子电池电荷转移电阻Rct_0与电池真实温度Tr关系模型,记为Rct_0=f(Tr);2)在实际工况条件下,引入SOC修正系数fs和电流倍率修正系数fi,分别用于修正SOC和电流倍率对电荷转移电阻的影响,建立适用于工况下的电荷转移电阻Rct与电池温度T关系模型,记为Rct=fs*fi*f(T);3)将电池等效电路模型中的电荷转移电阻用Rct=fs*fi*f(T)替代,以电池温度T作为状态变量,利用扩展卡尔曼滤波算法估算得到电池温度T,以此作为电池工况下的等效温度,实现...

【技术特征摘要】
1.一种实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:1)根据电池不同真实温度下电化学阻抗谱分析,建立锂离子电池电荷转移电阻Rct_0与电池真实温度Tr关系模型,记为Rct_0=f(Tr);2)在实际工况条件下,引入SOC修正系数fs和电流倍率修正系数fi,分别用于修正SOC和电流倍率对电荷转移电阻的影响,建立适用于工况下的电荷转移电阻Rct与电池温度T关系模型,记为Rct=fs*fi*f(T);3)将电池等效电路模型中的电荷转移电阻用Rct=fs*fi*f(T)替代,以电池温度T作为状态变量,利用扩展卡尔曼滤波算法估算得到电池温度T,以此作为电池工况下的等效温度,实现电池等效温度的在线估计。2.如权利要求1所述的实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,其特征在于:步骤1)中,对锂离子电池不同真实温度下的电化学阻抗谱分析前,电池需在测试温度下搁置足够时间,测试温度可视为电池真实温度。3.如权利要求1所述的实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,其特征在于:步骤1)中,通过对锂离子电池不同真实温度下的电化学阻抗谱分析,得到电荷转移电阻Rct_0在不同电池真实温度的值,再利用阿伦尼乌斯方程对其拟合,得到Rct_0与电池真实温度Tr关系模型的表达式:其中,Tr表示电池真实温度,Rct_0表示电化学阻抗谱分析所得电荷转移电阻,A、B为拟合系数。4.如权利要求1所述的实现锂离子电池等效温度在线估计的方法,其特征在于:步骤2)中,引入电流倍率修正系数fi用于修正电流倍率对电荷转移电阻的影响,具体如下:利用电化学反应动力学butler-volmer方程,推导得到电流倍率修正系数fi表示如下:其中,i为电流,S为反应表面积,T为电池温度,i0为交换电流密度,i0是反应平衡电位下,...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋晨路徐涛刘涌
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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