本申請(qǐng)屬于一種溫度監(jiān)控方法，具體涉及一種鋰電池溫度估計(jì)方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、鋰電池在新能源汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)中使用時(shí)，為了防止鋰電池發(fā)生熱失控起火事件，需要對(duì)其內(nèi)部溫度進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)。因此，有必要構(gòu)建一個(gè)能模擬鋰電池產(chǎn)熱和溫度變化的熱模型。

2、傳統(tǒng)的熱模型參數(shù)眾多，需要依賴于鋰電池的幾何模型。但是，幾何模型中材料屬性類別和熱屬性類別的參數(shù)難以獲取，進(jìn)而導(dǎo)致熱模型的建立困難重重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)針對(duì)目前鋰電池的熱模型構(gòu)建時(shí)，依賴的幾何模型中材料屬性類別和熱屬性類別的參數(shù)難以獲取，導(dǎo)致熱模型建立困難的技術(shù)問題，提供一種鋰電池溫度估計(jì)方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N鋰電池溫度估計(jì)方法，包括：

4、獲取鋰電池的工作參數(shù)；

5、將鋰電池的工作參數(shù)輸入至集總熱參數(shù)模型，獲取鋰電池充電或放電過程中溫度的變化情況；

6、其中，所述集總熱參數(shù)模型用于模擬鋰電池溫度隨時(shí)間的變化與鋰電池產(chǎn)熱行為之間的關(guān)系，其中，鋰電池產(chǎn)熱行為包括可逆產(chǎn)熱行為和不可逆產(chǎn)熱行為；集總熱參數(shù)模型中包括鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)，鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)的最優(yōu)取值通過遺傳算法確定。

7、進(jìn)一步地，所述鋰電池的工作參數(shù)包括鋰電池工作中的電流、電壓和環(huán)境溫度。

8、進(jìn)一步地，所述集總熱參數(shù)模型，包括：

9、

10、其中，表示鋰電池溫度，表示熱阻抗，表示熱容量，表示當(dāng)前環(huán)境溫度，表示可逆產(chǎn)熱率和不可逆產(chǎn)熱率總和，表示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。

11、進(jìn)一步地，所述可逆產(chǎn)熱率，包括：

12、

13、其中，表示可逆產(chǎn)熱率，表示電流，表示鋰電池正極開路電壓，表示鋰電池負(fù)極開路電壓，表示鋰電池的正極熵增擬合曲線，表示鋰電池的負(fù)極熵增擬合曲線，表示正極平均鋰離子濃度與正極最大鋰離子濃度的百分比，表示負(fù)極平均鋰離子濃度與負(fù)極最大鋰離子濃度的百分比，表示鋰電池隨著正負(fù)極開路電壓變化的參考溫度；

14、所述不可逆產(chǎn)熱率，包括：

15、

16、其中，表示不可逆產(chǎn)熱率，表示鋰電池開路電壓，表示端電壓。

17、進(jìn)一步地，通過遺傳算法確定鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)的最優(yōu)取值時(shí)，采用的適應(yīng)度函數(shù)，包括：

18、

19、其中，表示適應(yīng)度值，表示采樣點(diǎn)數(shù)，表示 t時(shí)刻實(shí)際采集的鋰電池溫度，表示 t時(shí)刻通過集總熱參數(shù)模型計(jì)算的鋰電池電芯溫度，表示鋰電池產(chǎn)熱參數(shù)的估計(jì)值。

20、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N鋰電池溫度估計(jì)系統(tǒng)，包括：

21、參數(shù)獲取模塊，用于獲取鋰電池的工作參數(shù)；

22、估計(jì)模塊，用于將鋰電池的工作參數(shù)輸入至集總熱參數(shù)模型，獲取鋰電池充電或放電過程中溫度的變化情況；

23、其中，所述集總熱參數(shù)模型用于模擬鋰電池溫度隨時(shí)間的變化與鋰電池產(chǎn)熱行為之間的關(guān)系，其中，鋰電池產(chǎn)熱行為包括可逆產(chǎn)熱行為和不可逆產(chǎn)熱行為；集總熱參數(shù)模型中包括鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)，鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)的最優(yōu)取值通過遺傳算法確定。

24、進(jìn)一步地，所述集總熱參數(shù)模型，包括：

25、

26、其中，表示鋰電池溫度，表示熱阻抗，表示熱容量，表示當(dāng)前環(huán)境溫度，表示可逆產(chǎn)熱率和不可逆產(chǎn)熱率總和，表示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。

27、進(jìn)一步地，所述可逆產(chǎn)熱率，包括：

28、

29、其中，表示可逆產(chǎn)熱率，表示電流，表示鋰電池正極開路電壓，表示鋰電池負(fù)極開路電壓，表示鋰電池的正極熵增擬合曲線，表示鋰電池的負(fù)極熵增擬合曲線，表示正極平均鋰離子濃度與正極最大鋰離子濃度的百分比，表示負(fù)極平均鋰離子濃度與負(fù)極最大鋰離子濃度的百分比，表示鋰電池隨著正負(fù)極開路電壓變化的參考溫度；

30、所述不可逆產(chǎn)熱率，包括：

31、

32、其中，表示不可逆產(chǎn)熱率，表示鋰電池開路電壓，表示端電壓。

33、進(jìn)一步地，通過遺傳算法確定鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)的最優(yōu)取值時(shí)，采用的適應(yīng)度函數(shù)，包括：

34、

35、其中，表示適應(yīng)度函數(shù)，表示采樣點(diǎn)數(shù)，表示 t時(shí)刻實(shí)際采集的鋰電池溫度，表示 t時(shí)刻通過集總熱參數(shù)模型計(jì)算的鋰電池電芯溫度，表示鋰電池產(chǎn)熱參數(shù)的估計(jì)值。

36、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含指令，所述指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的一種鋰電池溫度估計(jì)方法。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有以下有益效果：

38、本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N鋰電池溫度估計(jì)方法，獲取鋰電池的工作參數(shù)后，輸入至集總熱參數(shù)模型，得到鋰電池充電或放電過程中溫度的變化情況，集總熱參數(shù)模型考慮鋰電池產(chǎn)熱行為時(shí)，同時(shí)考慮可逆產(chǎn)熱行為和不可逆產(chǎn)熱行為，另外，確定集總熱參數(shù)模型中鋰電池?zé)嵝阅艿淖顑?yōu)取值時(shí)，可以通過遺傳算法確定。本申請(qǐng)的估計(jì)方法，僅需要獲取鋰電池的工作參數(shù)，即可對(duì)鋰電池溫度的變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，經(jīng)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證，估計(jì)結(jié)果精度較高，誤差小于1℃。另外，本申請(qǐng)的估計(jì)方法計(jì)算效率高，節(jié)省了當(dāng)前通過溫度傳感器采集鋰電池電芯溫度的成本。

39、本申請(qǐng)還提出了一種鋰電池溫度估計(jì)和一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，具備上述鋰電池溫度估計(jì)方法的全部?jī)?yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池溫度估計(jì)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰電池溫度估計(jì)方法，其特征在于，所述鋰電池的工作參數(shù)包括鋰電池工作中的電流、電壓和環(huán)境溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種鋰電池溫度估計(jì)方法，其特征在于，所述集總熱參數(shù)模型，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種鋰電池溫度估計(jì)方法，其特征在于，所述可逆產(chǎn)熱率，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種鋰電池溫度估計(jì)方法，其特征在于，通過遺傳算法確定鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)的最優(yōu)取值時(shí)，采用的適應(yīng)度函數(shù)，包括：

6.一種鋰電池溫度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種鋰電池溫度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述集總熱參數(shù)模型，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種鋰電池溫度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述可逆產(chǎn)熱率，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種鋰電池溫度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，通過遺傳算法確定鋰電池?zé)嵝阅軈?shù)的最優(yōu)取值時(shí)，采用的適應(yīng)度函數(shù)，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含指令，所述指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種鋰電池溫度估計(jì)方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于一種溫度監(jiān)控方法，針對(duì)目前鋰電池的熱模型構(gòu)建時(shí)，依賴的幾何模型中材料屬性類別和熱屬性類別的參數(shù)難以獲取，導(dǎo)致熱模型建立困難的技術(shù)問題，提供一種鋰電池溫度估計(jì)方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，獲取鋰電池的工作參數(shù)后，輸入至集總熱參數(shù)模型，得到鋰電池充電或放電過程中溫度的變化情況，集總熱參數(shù)模型考慮鋰電池產(chǎn)熱行為時(shí)，同時(shí)考慮可逆產(chǎn)熱行為和不可逆產(chǎn)熱行為，另外，確定集總熱參數(shù)模型中鋰電池?zé)嵝阅艿淖顑?yōu)取值時(shí)，可以通過遺傳算法確定。本申請(qǐng)的估計(jì)方法，僅需要獲取鋰電池的工作參數(shù)，即可對(duì)鋰電池溫度的變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉超,軒楊,黃浪,邢智強(qiáng),丁守福,劉嘉豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安為光能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6