基于电热耦合效应的18650锂离子电池内外温度预测模型

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作   者：

谢家乐;  李增超;  王光;  姚天琪; 

作者机构：

华北电力大学自动化系;  华北电力大学控制与计算机工程学院自动化系; 

关键词：

电热耦合;  温度预测模型;  锂离子电池;  核心温度;  表层温度; 

期刊名称：

机械工程学报

i s s n：

0577-6686

年卷期：

2023 年 59 卷 016 期

页   码：

342-352

摘   要：

动力电池的热安全问题正受到学术界和工业界的广泛关注.电池系统的温度信息是制定高效热管理策略的重要参考.针对圆柱形锂离子电池,构建适用于嵌入式应用的低复杂度集总参数温度预测模型.首先,基于等效电路模型,将电池视为各向匀质体,利用基本的电热效应推导出温度预测质点模型.在此基础上,对电池的卷绕部和外壳进行区别研究,分别对表层散热、热传导时延以及可逆热效应进行细化建模,并对相关参数开展试验辨识,构建改进的分部模型以预测电池的核心(内部)和表层(外部)温度.最后,以18650锂离子电池为对象,在不同温度及负载条件下的试验结果表明,分部模型比之质点模型的温度预测性能有明显的改善,分部模型在多种不同工作条件下均能保持较高的可靠性;在混合脉冲激励条件下,经过10min的开环仿真,分部模型温度预测误差约1 ℃.