CN106410300A - 一种电池包中电池单体内部温度的获取方法 - Google Patents

一种电池包中电池单体内部温度的获取方法 Download PDF

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谢立洁
翟世欢
张松波
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Abstract

本发明公开了一种电池包中电池单体内部温度的获取方法，包括以下步骤：(1)读取电池包所处的环境温度、单体电池表面的温度、电池包进风口温度和电池包出风口温度；(2)将电池单体本身的发热量、由环境传递到电池单体表面的热传导热量、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量相加得到电池单体的总的发热量；(3)通过公式

Description

一种电池包中电池单体内部温度的获取方法
技术领域
本发明涉及储能电池包中对电池单体内部温度的获取方法，尤其涉及电动汽车用动力电池包中电池管理系统对电池单体内部温度的获取方法。
背景技术
储能用电池所需的数量庞大，对电池的管理就显得格外重要。由于电池本身的属性对温度比较敏感，如需要获得确切的电池特性，就需得到电池单体确切的温度，但现实中是测量电池单体内部温度的成本较高，无法批量应用到实际的产品中。目前绝大多数BMS是不会进行内部温度估算的，只是根据测量单体表面的温度来进行电池数据的管理，无法得到电池的精确曲线特性。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种可以有效利用电池包中采集到的温度数据和电池本身材料的相关数据估算出电池单体内部的温度，进而提高电池管理系统的计算精度的电池包中电池单体内部温度的获取方法。
一种电池包中电池单体内部温度的获取方法，包括以下步骤：
(1)读取电池包所处的环境温度、单体电池表面的温度、电池包进风口温度和电池包出风口温度；
(2)分别计算电池单体本身的发热量、由环境传递到电池单体表面的热传导热量、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量；然后将电池单体本身的发热量、由环境传递到电池单体表面的热传导热量、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量相加得到电池单体的总的发热量；
所述的电池单体本身的发热量的具体计算方法为：QR＝U×I×t；
式中QR代表单体内阻的热量，U代表电池单体的超电势,I代表电流，t代表时间；
所述的由环境传递到电池单体表面的热传导热量的具体计算方法为：Qair＝-KairA(Tcell-Tair)；式中Kair为环境传热到电池单体表面的导热系数，A为传热面积；
所述的电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量的具体计算方法为：Qin＝-KrnA(Tcell-Tin)；式中Kin为电池包进风口热量传递到电池单体表面的导热系数；A为传热面积；
所述的电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量的具体计算方法为：Qout＝-KoutA(Tcell-Tout)；式中Kout为电池包出风口热量传递到电池单体表面的导热系数；A为传热面积；
(3)通过公式计算得到电池单体内部的温度；
式中C是电池单体的比热容，m是电池单体的质量，Q为电池单体的总的发热量；
所述的Tcell为单体电池表面的温度，Tcore是电池单体内部的温度，Tin为电池包进风口温度，Tout为电池包出风口温度。
本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：
因为电池特性曲线对温度比较敏感，传统的技术只能对采集单体表面温度，不能真实体现电池的真实特性。本发明充分估计了电池包中电池单体内部的温度，提高了对电池参数的估算精度，本发明基于准确的内部温度估计，可以有效的判断电池单体内部实际工作环境。更加准确的判断电池当前的可用放电容量；电池的最大充、放电能力；能够增大电池的使用范围，尽可能多的满足用户较为严酷的使用环境。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明：
本发明的一种电池包中电池单体内部温度的获取方法，包括以下步骤：
(1)读取电池包所处的环境温度Tair、单体电池表面的温度Tcell、电池包进风口温度Tin和电池包出风口温度Tout；电池包进风口和出风口的温度可以通过温度传感器直接得到；
(2)分别计算电池单体本身的发热量QR、由环境传递到电池单体表面的热传导热量Qair、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量Qin以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量Qout；然后将电池单体本身的发热量QR、由环境传递到电池单体表面的热传导热量Qair、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量Qin以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量Qout相加得到电池单体的总的发热量，计算公式为：Q＝QR+Qout+Qair+Qin
所述的电池单体本身的发热量的具体计算方法为：QR＝U×I×t；
式中QR代表单体内阻的热量，U代表电池单体的超电势,I代表电流，t代表时间；
所述的由环境传递到电池单体表面的热传导热量Qair的具体计算方法为：Qair＝-KairA(Tcell-Tair)；式中Kair为环境传热到电池单体表面的导热系数，A为传热面积；
所述的电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量Qin的具体计算方法为：Qin＝-KrnA(Tcell-Tin)；式中Kin为电池包进风口热量传递到电池单体表面的导热系数；A为传热面积；
所述的电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量Qout的具体计算方法为：Qout＝-KoutA(Tcell-Tout)；式中Kout为电池包出风口热量传递到电池单体表面的导热系数；A为传热面积；
(3)通过公式计算得到电池单体内部的温度；
式中C是电池单体的比热容，m是电池单体的质量，Q为电池单体的总的发热量，Tcell为单体电池表面的温度，Tcore是电池单体内部的温度。
尽管上面结合图对本发明的基本算法进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体计算过程，上述的计算方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种电池包中电池单体内部温度的获取方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)读取电池包所处的环境温度(Tair)、单体电池表面的温度(Tcell)、电池包进风口温度(Tin)和电池包出风口温度(Tout)；
(2)分别计算电池单体本身的发热量(QR)、由环境传递到电池单体表面的热传导热量(Qair)、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量(Qin)以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量(Qout)；然后将电池单体本身的发热量(QR)、由环境传递到电池单体表面的热传导热量(Qair)、电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量Qin以及电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量(Qout)相加得到电池单体的总的发热量，计算公式为：Q＝QR+Qout+Qair+Qin
所述的电池单体本身的发热量的具体计算方法为：QR＝U×I×t；
式中QR代表单体内阻的热量，U代表电池单体的超电势,I代表电流，t代表时间；
所述的由环境传递到电池单体表面的热传导热量的具体计算方法为：Qair＝-KairA(Tcell-Tair)；式中Kair为环境传热到电池单体表面的导热系数，A为传热面积；
所述的电池包进风口传递到电池单体表面的热传导热量的具体计算方法为：Qin＝-KrnA(Tcell-Tin)；式中Kin为电池包进风口热量传递到电池单体表面的导热系数；A为传热面积；
所述的电池包出风口传递到电池单体表面的热传导热量的具体计算方法为：Qout＝-KoutA(Tcell-Tout)；式中Kout为电池包出风口热量传递到电池单体表面的导热系数；A为传热面积；
(3)通过公式计算得到电池单体内部的温度；
式中C是电池单体的比热容，m是电池单体的质量，Q为电池单体的总的发热量，Tcell为单体电池表面的温度，Tcore是电池单体内部的温度。
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