[发明专利]一种考虑温度梯度的在线电池阻抗模型优化方法

说明书

本发明涉及一种考虑温度梯度的在线电池阻抗模型优化方法，包括步骤：S1：测得电池单体的阻抗和温度的特性关系；S2：构建电池内部温度梯度；S3：将电池单体离散化为多个电池片，根据每个电池片的位置，结合电池内部温度梯度得到每个电池片的温度；S4：利用事先实验得到的电池阻抗和温度的特性关系，得到每个电池片阻抗；S5：根据每个电池片的阻抗优化电池阻抗模型。与现有技术相比，本发明将电池单体离散化为多个电池片，分别计算每个电池片的阻抗后再优化电池阻抗模型，得到的模型更加准确。

技术领域

本发明涉及一种电力储能领域，尤其是涉及一种考虑温度梯度的在线电池阻抗模型优化方法。

背景技术

锂离子电池作为纯电动汽车和混合动力汽车的动力来源，对汽车的动力性能影响很大。因此需要电池管理系统，对电池的状态估计、功率预测等进行研究。电池管理系统一般是基于电池模型来进行研究的，因而电池模型的精度对管理系统的性能有很大影响。实际应用中，电池工作温度范围较大，而电池模型中的阻抗特性受温度的影响也很大。为了得到更精确的电池模型，需要考虑温度的影响。

现有研究及工程实现中，电池模型一般不考虑电池内部温度梯度，而是将电池表面温度或者平均温度作为模型的参数，通过表面温度修正电池模型阻抗参数，这导致模型的精度不高，从而影响电池管理性能。然而，实际上电池在充放电过程中，会导致电池内部产生温度梯度。此时，如果用表面温度或者环境温度来修正电池阻抗模型，将会带来较大误差。所以，需要考虑存在温度梯度时的阻抗特性模型。

本发明在实际应用中，通过离线试验得到电池单体阻抗和温度的对应关系，基于在线计算的电池内部温度，结合电池表面温度，构建电池内部温度梯度。将电池单体进行离散化处理，获得离散化电池片阻抗和温度的特性关系。利用离散化电池片阻抗和电池单体阻抗的关系，在线修正电池单体阻抗，从而为电池模型提供了更加精确的参数。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑温度梯度的在线电池阻抗模型优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑温度梯度的在线电池阻抗模型优化方法，包括步骤：

S1：测得电池单体的阻抗和温度的特性关系；

S2：构建电池内部温度梯度；

S3：将电池单体离散化为多个电池片，根据每个电池片的位置，结合电池内部温度梯度得到每个电池片的温度；

S4：利用事先实验得到的电池阻抗和温度的特性关系，得到每个电池片阻抗；

S5：根据每个电池片的阻抗优化电池阻抗模型。

所述步骤S1包括步骤：

S11：将电池单体放在恒温箱中，静置直至电池单体的各层温度达到稳态；

S12：在电池单体一个表面的中心贴热电偶用于检测电池单体的表面温度；

S13：改变恒温箱的温度后，重复步骤S11和S12，直至获得指定组数据；

S14：进行电化学交流阻抗谱测试，通过数据拟合，得到不同温度下，电池单体阻抗的实验数据。

所述步骤S2具体包括步骤：

S21：采集电池单体工作过程中的电流和电压；

S22：利用集总参数热模型在线计算电池单体内部温度；

S23：结合电池单体工作过程中实测的表面温度，构建电池单体内部温度梯度。

所述步骤S22中的计算电池难题内部温度具体包括步骤：

S221：测得环境温度和电池单体各方向的表面温度；