[发明专利]一种锂离子电池温度在线估算方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池温度在线估算方法，包括以下步骤：通过电池管理系统对锂离子电池的单体电压以及电流进行检测；获取锂离子电池在充电和放电之间的阶跃电流i和阶跃电压u；对阶跃电流i和阶跃电压u进行傅里叶级数变换，获取电流傅里叶函数Yi和电压傅里叶函数Yu；获取锂离子电池充放电时间内的Morlet母小波函数；并换算出其共轭函数Ywt；获取锂离子电池的电压小波系数U和电流小波系数I；获得的电压小波系数U和电流小波系数I计算锂离子电池内部阻抗；查询阻抗‑阻抗相位角关系表获取当前阻抗下的阻抗相位角θ；通过锂离子电池在线估算公式进行温度估算；优点在于通过该方法无需外接硬件设备即可准确测量锂离子电池温度的在线估算。

技术领域

本发明涉及锂离子电池温度估算领域，具体涉及一种锂离子电池温度在线估算方法。

背景技术

随着锂离子电池已越来越多地用于汽车工业中的各种应用，例如混合动力汽车，电动汽车。包括内部电池温度在内的关键信息被认为是与功能安全性，关键参数估计等相关的最重要参数之一。锂离子电池的相对于其他动力电池具有高密度、高功率和无充放电记忆效应等优点，被作为动力电池广泛使用。由于锂离子电池属于活跃的碱性金属电池，存在起火爆炸的危险，且锂离子电池的能量密度较大，一旦失控爆炸其造成的伤害相对于其他电池也较大。锂离子电池除暴力碰撞发生爆炸危险外，最主要发生爆炸的原因为温度过高导致锂离子电池失控，因此在新能源汽车发展过程中，锂离子电池的温度的精准检测是必不可少的关键技术之一。

目前准确获得锂离子电池的内部温度的难度较大。原因是因为温度传感器很难直接用传感器测量插入电池可能会损坏锂离子电池，并且由于电化学反应发生在锂离子电池内部,所以直接测量锂离子电池内部温度的可能性不大。现有的阻抗测量法被广泛采用，并被证明是估算内部温度的可行方法，即通过施加交流信号扰动锂离子电池单元来执行阻抗测量，通过阻抗相位角与温度的对应关系表确定锂离子电池内部的温度。这通常需要两个基本硬件，包括交流信号发生器和阻抗测量设备。安装这些硬件无疑会增加系统的复杂性，也将极大地影响产品成本。此外，阻抗测量需要静态条件，不适用于动态的车辆工作条件，即在锂离子电池工作时对其进行阻抗测量会对测量产生较大误差。为了解决这个问题，本发明提供了一种锂离子电池温度在线估算方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需外接硬件设备、结构简单且测量准确的锂离子电池温度在线估算方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锂离子电池温度在线估算方法，具体包括以下步骤：

步骤1、通过电池管理系统对锂离子电池的单体电压以及电流进行检测；

步骤2、通过步骤1获取锂离子电池在充电和放电之间的阶跃电流i和阶跃电压u；

步骤3、对步骤2中获取的阶跃电流i和阶跃电压u进行傅里叶级数变换，获取电流傅里叶函数Yi和电压傅里叶函数Yu；

步骤4、获取锂离子电池充放电时间内的Morlet母小波函数，所述的Morlet母小波为高斯函数g（t）和正弦项函数h（t）的乘积；并换算出Morlet母小波函数的共轭函数 Ywt；

步骤5、通过对步骤2的电流傅里叶函数Yi和电压傅里叶函数Yu以及步骤4中的Morlet母小波函数的共轭函数 Ywt进行离散傅里叶逆变换获取锂离子电池的电压小波系数U和电流小波系数I；

步骤6、通过步骤5中获得的电压小波系数U和电流小波系数I计算锂离子电池内部阻抗 ；

步骤7、并通过查询电池管理系统内的阻抗-阻抗相位角关系表获取当前阻抗下的阻抗相位角θ；

步骤8、通过查询电池管理系统内的阻抗相位角－温度关系表，获取当前环境下的锂离子电池温度。