电池温度估算方法、装置、电子设备及存储介质发明专利

电池温度估算方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池温度估算方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
新能源汽车的动力电池在充放电过程中普遍存在温升的现象,由于电池内部产热和散热不均匀导致电池内部存在温度场分布,引起电池内部与外部存在较大的温差,电池的温度将对电池的性能产生显著影响,内部温度的精确预估,将直接影响到电池荷电状态估计的精度,因此,在动力电池管理系统中,对电池内部温度的估算成为了一个重要而必不可少的工作。
相关技术中,通过采集电流、电压及电池表面温度来实时估计电池内部温度,或者,通过获得稳定状态下电化学阻抗谱特征量和环境温度的关系再结合测到的阻抗值来估算电池内部温度。
这些方式下,未考虑电池实时充放电状态对阻抗实测数值的影响,并且,所得到的内部温度实则为电池整体的平均温度,而并不是电池内部的实际温度,电池内部温度估算的精度不高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的目的在于提出一种电池温度估算方法、装置、电子设备及存储介质,能够实现结合电池实时测得的导纳以及表面温度对电池内部温度进行估算,有效提升电池内部温度估算的精度。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出的电池温度估算方法,所述方法包括:在电池处于离线状态下,根据所述电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系;根据所述电池的形状和尺寸获取所述电池的温度分布模型,结合所述第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,所述第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算。
本发明第一方面实施例提出的电池温度估算方法,通过在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系,并根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,第二函数关系用
于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算,能够实现结合电池实时测得的导纳以及表面温度对电池内部温度进行估算,有效提升电池内部温度估算的精度。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出的电池温度估算装置,所述装置包括:拟合模块,用于在电池处于离线状态下,根据所述电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系;第一确定模块,用于根据所述电池的形状和尺寸获取所述电池的温度分布模型,结合所述第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,所述第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算。
本发明第二方面实施例提出的电池温度估算装置,通过在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系,并根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算,能够实现结合电池实时测得的导纳以及表面温度对电池内部温度进行估算,有效提升电池内部温度估算的精度。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出的电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现本发明第一方面
实施例提出的电池温度估算方法。
本发明第三方面实施例提出的电子设备,通过在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系,并根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算,能够实现结合电池实时测得的导纳以及表面温度对电池内部温度进行估算,有效提升电池内部温度估算的精度。
为达到上述目的,本发明第四方面实施例提出的计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现:本发明第一方面实施例提出的电池温度估算方法。
本发明第四方面实施例提出的计算机可读存储介质,通过在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系,并根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算,能够实现结合电池实时测得的导纳以及表面温度对电池内部温度进行估算,有效提升电池内部温度估算的精度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一实施例提出的电池温度估算方法的流程示意图;
图2为本发明实施例中第一函数关系的曲线示意图;
图3为本发明实施例中方形电池离散示意图;
图4是本发明另一实施例提出的电池温度估算方法的流程示意图;
图5为本发明实施例中EIS曲线示意图;
图6为本发明实施例中50%荷电状态下导纳随温度的响应曲线示意图;
图7是本发明一实施例提出的电池温度估算方法的流程示意图;
图8为本发明实施例中电池充电过程中温度变化曲线示意图;
图9是本发明一实施例提出的电池温度估计装置的结构示意图;
图10是本发明另一实施例提出的电池温度估计装置的结构示意图;
图11是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。相反,本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
为了解决相关技术中未考虑电池实时充放电状态对阻抗实测数值的影响,并且,所得到的内部温度实则为电池整体的平均温度,而并不是电池内部的实际温度,电池内部温度估算的精
度不高的技术问题,本发明实施例中提供一种电池温度估算方法,通过在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系,并根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算,能够实现结合电池实时测得的导纳以及表面温度对电池内部温度进行估算,有效提升电池内部温度估算的精度。
图1是本发明一实施例提出的电池温度估算方法的流程示意图。
参见图1,该方法包括:
S101:在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系。
其中,离线状态指电池当前处于测试环境中的状态,或者,也可以为电池处于未充放电的状态,对此不作限制。
在具体执行的过程中,具体是在电池处于离线状态下,根据电池在不同测试温度下对应的导纳拟合第一函数关系。
在具体执行的过程中,可以确定电池在不同测试温度下对应的导纳的实部,根据不同测试温度,以及对应导纳的实部拟合第一函数关系,其中,第一函数关系用于描述不同的测试温度,电池所对应的导纳的实部之间的对应关系,引入导纳概念简化计算公式,减少计算量,降低对芯片计算能力的需求。
在具体执行的过程中,可以根据不同测试温度、对应的导纳实部,以及Arrhenius公式拟合第一函数关系。
例如,根据Arrhenius公式,有 其中,A为常数,Ea为活化能,R为通用气体常数,导纳的实部与温度的关系可表示为G′=Ae bT,根据测试数据进行拟合,可得到参数A=0.8976,b=0.02358,参见图2,图2为本发明实施例中第一函数关系的曲线示意图。
S102:根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系,第二函数关系用于结合电池表面温度以及电池导纳对电池的内部温度进行估算。
可选地,在根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温
度与表面温度对应的第二函数关系时,可以对第一函数关系进行积分处理,并根据温度分布模型,结合积分处理后第一函数关系确定电池的第二函数关系。
其中,温度分布模型用于描述电池内部不同的位置的温度,和电池内部最高温度,以及电池表面温度之间的对应关系。
在具体执行的过程中,可以根据一维稳态导热方程,确定不同的位置的温度T(x)与电池内部最高温度以及电池表面温度的函数关系并作为温度分布模型,即T(x)=f(T max,T 0,x),其中,T max表示电池内部最高温度,T 0表示电池表面温度,x表示电池内部不同的位置。
其中,电池的形状可以例如为规则或者不规则形状,电池的形状可以例如为六面体形状,本发明实施例中以电池的形状为方形进行示例,对此不作限制。
作为一种示例,可以将方形的电池视为延电池厚度的方向离散的多个电池片所构成,多个电池片例如为N个电池片,N为大于或者等于2的正整数,可以预先将电池沿厚度方向离散为N个电池片,参见图3,图3为本发明实施例中方形电池离散示意图,沿厚度方向将该方形电池离散为N个电池片,各电池片可以对应于x坐标轴上的一个相应的位置,多个相应的位置,即可以对应于上述温度分布模型T(x)中的x。
在具体执行的过程中,在上述根据电池的形状和尺寸获取电池的温度分布模型,结合第一函数关系确定内部温度与表面温度对应的第二函数关系时,还可以对第一函数关系进行积分处理,并根据温度分布模型,结合积分处理后第一函数关系确定电池的第二函数关系。
作为一种示例,上述步骤中第一函数关系测得的导纳的实部,应为电池整体的导纳的实部的叠加,有 其中,k∈[0,∞],T k表示第k个电池片对应的温度,T k的具体数值与电池片在电池内部的位置相关,h为电池的厚度值,而后,根据温度分布模型,即T(x)=f(T max,T 0,x),不同位置的温度T(x)为内部最高温度以及电池表面温度的函数,其中,T max表示电池内部最高温度,T 0表示电池表面温度,x表示电池内部不同的位置,将T(x)=f(T max,T 0,x)代入积分处理后第一函数关系 中,将代入后的函数关系作为第二函数关系,并且使得第二函数关系拟合电池表面温度以及电池导纳,以及电池的内部温度之间的对应关系。

本文发布于:2024-09-21 05:27:15,感谢您对本站的认可!

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