[发明专利]基于风冷散热方式的锂离子电池组的热模型建模方法

摘要

一种基于风冷散热方式的锂离子电池组的热模型建模方法，属于电池技术领域。本发明的目的是考虑了电池内阻和换热系数时变的情况，保证了模型精度，降低了模型求解难度的基于风冷散热方式的锂离子电池组的热模型建模方法。本发明根据锂离子电池组的能量守恒方程通过对25℃到45℃温度范围内的电池内阻数据进行拟合，得到电池内阻与电池温度的一次函数关系式，最终获得单体锂离子电池的热模型。本发明克服现有电池组热模型无法求得解析解、模型精度低、待求解变量多的缺点。考虑了电池内阻和换热系数时变的情况，并能够求得电池组温度的解析解，保证了模型精度，降低了模型求解难度，减少了待求解变量，为实现在线估计锂离子电池组的温度提供了理论基础。

主权项

一种基于风冷散热方式的锂离子电池组的热模型建模方法，其特征在于：其单体锂离子电池的热模型：根据锂离子电池组的能量守恒方程通过对25℃到45℃温度范围内的电池内阻数据进行拟合，得到电池内阻与电池温度的一次函数关系式，即：（4）其中，为电池内阻与电池温度一次函数关系式的一次项系数，为电池内阻与电池温度一次函数关系式的常数项；将公式（4）代入Bernardi电池生热速率模型中，得：（5）根据牛顿冷却定律，单位时间内动力电池散失的热量与温度差成正比，即：（6）其中，为电池与空气流体的换热系数；为单体电池散热面积；为电池组冷却通道内，两行单体电池间隙内的空气流体温度；电池与空气流体的换热系数为：（7）其中，为空气导热系数；为努塞尔特数；当风速在0.5m/s~10m/s范围内时，雷诺数Re范围是3264.8~65295，此时为：（8）（9）其中，为入口处空气流体的普朗特数；为靠近电池表面的空气流体的普朗特数；为雷诺数；为空气粘度；为整个通道内的最大风速，即（10）将公式（8）~（10）代入公式（7），得：（11）令（12）。