适应于极地超低温环境的电池系统及其控温方法技术方案

本发明专利技术提供了一种适应于极地超低温环境的电池系统及其控温方法。其中电池系统包括：具有内胆和外胆的外壳以及安装于内胆内部的电池组，内胆与外胆之间形成真空隔热层，并且内胆的胆壁上设置有加热装置，加热装置受控地对内胆进行加热，并且控温方法包括：利用电池组的热平衡模型预测未来温度；将未来温度输入控温系统的评价函数；采用梯度下降法对评价函数进行求解，得到最优控制量序列；将最优控制量序列中首个序列值作为加热装置的实际控制量，并根据实际控制量控制加热装置进行加热。本发明专利技术的方法，减小了温度波动，温控精度好，消耗电能少。耗电能少。耗电能少。

【技术实现步骤摘要】
适应于极地超低温环境的电池系统及其控温方法


[0001]本专利技术涉及电池系统，特别是涉及一种适应于极地超低温环境的电池系统及其控温方法。

技术介绍

[0002]电池的有效工作温度范围是
‑
30
º
C~60
º
C，图1是现有技术中电池不同温度下的放电曲线，如图1所示，L1
‑
L6分别为25℃、0℃、
‑
10℃、
‑
20℃、
‑
30℃、
‑
40℃温度下的电池电压随时间的衰减曲线，由此可以看出，随温度降低，电池会出现内阻增大，放电速度快等问题，严重影响电池组的寿命。
[0003]极地由于其独特的地理位置和环境，其气象直接关系到全球气候、生态环境及人类的未来等重大问题。因此，需要通过气象站来持续不断地对极地的气象环境进行监测。其中南极作为世界上唯一还没有开发的大陆，其重要程度不言而喻。
[0004]但是，在南极建设气象站有许多其他气象站所没有的困难。首先南极的低温环境：南极洲的整体环境温度非常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应于极地超低温环境的电池系统的控温方法，其中所述电池系统包括：具有内胆和外胆的外壳以及安装于所述内胆内部的电池组，所述内胆与所述外胆之间形成真空隔热层，并且所述内胆的胆壁上设置有加热装置，所述加热装置受控地对所述内胆进行加热，并且所述控温方法包括：利用所述电池组的热平衡模型预测未来温度；将所述未来温度输入控温系统的评价函数；采用梯度下降法对所述评价函数进行求解，得到最优控制量序列；将所述最优控制量序列中首个序列值作为所述加热装置的实际控制量，并根据所述实际控制量控制所述加热装置进行加热。2.根据权利要求1所述的适应于极地超低温环境的电池系统的控温方法，其中所述利用所述电池组的热平衡模型预测未来温度的步骤包括：获取所述电池组的热相关参数，所述热相关参数包括比热容、质量、以及热阻；持续检测所述电池组的温度以及环境温度，分别得到多个采样时刻的数值；将所述电池组的热相关参数作为所述热平衡模型的参数，并将所述电池组的温度以及环境温度当前时刻值输入所述热平衡模型；对所述热平衡模型计算得到所述未来温度。3.根据权利要求2所述的适应于极地超低温环境的电池系统的控温方法，其中，所述热平衡模型的方程为：在上述方程中，为k时刻的电池组温度，为k+1时刻的电池组温度，为所述k时刻的加热功率，为k时刻至k+1时刻的采样时刻间隔。4.根据权利要求3所述的适应于极地超低温环境的电池系统的控温方法，其中，所述评价函数为：；为电池组的温度控制目标；为利用所述热平衡模型预测得到的所述k+i时刻的未来温度；为预设的温度误差抑制权系数；为预设的控制能量消耗的权系数；为所述加热装置在k+j
‑
1时刻的输出控制量，和分别为预设值，为的评价函数；所述采用梯度下降法对所述评价函数进行求解的步骤包括：采用梯度下降法求解的最小值，得到对应的最优控制量序列。
5.根据权利要求1所述的适应于极地超低温环境的电池系统的控温方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明虎，杜福嘉，张文千，温海焜，逯昌贵，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
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