一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法技术

本发明专利技术涉及一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法，属于电池技术领域。该方法是通过构建一种通用的误差分析框架来系统分析大尺寸方形电池面向控制的电热耦合建模过程中可能引入的误差源。首先，需要针对大尺寸方形电池建立一个计算高效的电热耦合模型。然后，以该建模思路为例，综合考虑数据采集、产热计算、传热模拟三个阶段可能引入的误差源，具体包括数据收集和预处理、产热计算方法、热/电热子模型参数化、以及电池本体与正、负极耳间的热相互作用分析等方面的误差源，以期通过该误差分析框架获取一组最佳的模拟组合，提高大型动力电池面向控制的电热模拟精度，从而为电池系统的在线电热监控及控制优化提供准确的模型基础。模型基础。模型基础。

【技术实现步骤摘要】
一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法。

技术介绍

[0002]准确且计算高效的电热耦合模拟对于电动车辆和智能电网储能系统的热安全和性能管理至关重要。电池的热过程通常包括产热、散热和热累积，现在已报道了很多电池系统的电热耦合模型。根据应用场景，电热耦合模型可分为面向控制的模型和面向设计的模型。其中，面向控制的模型由于能够在预测精度、计算复杂性和参数化难度之间取得良好折衷，已广泛应用于在线系统。但在模型假设和简化过程中，不可避免地会从数据采集、产热计算和传热模拟三个方面引入建模误差。
[0003]电池的电热耦合模拟通常需要采集电流、电压和温度在内的实验数据。众所周知，相比电流和电压数据，温度测量序列具有较大的测量噪声。评估不同程度的测量噪声对面向控制电热耦合模型的预测精度的影响显得很有必要。
[0004]面向控制的电热耦合模型的热源项通常由典型的Bernardi产热公式计算。研究表明，如果电池因活性材料相变和电化学反应中锂离子浓度梯度引起的热效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：对大尺寸方形电池的产热、传热过程进行建模假设及简化，针对电池的正、负极耳以及电池本体单独建模，建立面向控制的电热耦合模型；S2：选择一款大尺寸方形锂电池，开展实验设计、进行实验并对电池数据进行预处理，建立电池的特性试验、恒流工况以及动态工况数据集；S3：综述现阶段计算高效的产热计算方法，选择应用广泛的产热计算方法作为分析对象，基于建立的电热耦合模型和收集的实验数据集，开展定量分析与比较研究；S4：参数化电热耦合模型中的各热/电热子模型，定量分析其中可能引入的误差源；S5：研究电池极耳与电池本体间的热相互作用，定量分析电池极耳与电池本体间的热传导对电池本体温度分布的影响；S6：综合分析该面向控制的电热耦合建模过程中可能引入的误差源，获取一组最优的模拟组合，并实验验证其模拟精度及泛用性。2.根据权利要求1所述的一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法，其特征在于：所述S1中，针对电池的正、负极耳，考虑到极耳的材料特性以及较小的几何尺寸，建立电池的正、负极耳的集中质量模型来描述该区域的热行为；针对电池本体，建立一个二维低阶电热耦合模型来描述该区域的热行为；针对电池本体与正、负极耳间的热相互作用，建立传热模型来描述。3.根据权利要求1所述的一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法，其特征在于：所述S2中，设计及实施的实验包括电池的特性试验、恒流放电试验和动态工况试验，其中特性试验包括电池在不同温度下的静态容量测试和混合脉冲功率特性试验HPPC，恒流放电试验包括不同倍率下的恒流放电测试，动态工况试验包括不同温度下的联邦城市行驶工况FUDS和新标欧洲循环测试工况NEDC；另外，对电池数据的预处理主要包括剔除异常数据、补充缺失数据和数据降噪，建立的实验数据集包括电流、电压和各测量点的温度数据。4.根据权利要求1所述的一种方形锂电池电热耦合建模误差源分析方法，其特征在于：所述S3中，产热计算方法有三种：基于过电势的方法和基于等效内阻的方法，其中基于等效内阻的方法根据等效内阻的获得方式又可分为电压差分法和基于等效电路模型的参数辨识法...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓松，刘文学，谢翌，邓忠伟，游祥龙，庞晓青，李佳承，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：