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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明涉及一种同时在线检测锂离子电池温度场及内热源场的方法，1）在电池的表面选择多个温度取样点，给定锂电池内热源场和温度场的初始猜测值，建立电池的传热模型；2）离散化传热模型；以温度场作为状态变量，内热源场与环境温度为输入向量，建立离散时间间隔对应的状态空间模型；3）根据状态空间模型，将内热源场扩展为状态变量，建立以内热源场和温度场为联合状态向量的离散时间间隔对应的扩展状态空间模型；4）根据扩展状态空间模型，建立完整卡尔曼滤波周期；5）获取所述多个温度取样点的测量温度，结合所述完整卡尔曼滤波周期和初始预测值，对电池的内热源场和温度场进行递推估计。本方法可简化在线检测过程，具有较好的工程实用性。

主权项：1.在线检测锂离子电池温度场及内热源场的方法，其特征在于：包括如下步骤：1在锂离子电池的表面选择R个温度取样点，并给定锂离子电池的内热源场q和温度场T的初始猜测值，建立锂离子电池的传热模型；2离散化所述传热模型；以温度场T作为状态变量，内热源场q与环境温度Tair作为输入向量，建立离散时间间隔k-1到k时刻对应的锂离子电池的状态空间模型；3根据所述状态空间模型，将内热源场q扩展为状态变量，以内热源场q和温度场T为联合状态向量，建立离散时间间隔k-1到k时刻对应的锂离子电池的扩展状态空间模型；4根据所述扩展状态空间模型，建立完整卡尔曼滤波周期；5获取所述R个温度取样点在k时刻的测量温度yk，结合所述完整卡尔曼滤波周期和初始预测值，对锂离子电池的内热源场q和温度场T进行递推估计；步骤1中，内热源场q＝[q1,1,1…qM,N,P]T，温度场T＝[T1,1,1…TM,N,P]T；M、N和P分别为在空间上对锂离子电池进行网格划分后，在x、y和z方向上的节点数；所述传热模型包括锂离子电池的传热过程基本方程以及相应的边界条件，传热过程基本方程为： ρco和ρca分别为电池核心区域和外壳的密度；cp,co和cp,ca分别为电池核心区域和外壳的比热容；λx、λy和λz分别为电池核心区域x、y、z方向的导热系数；λca为电池外壳导热系数；q为电池单位体积的产热速率；T为电池温度；τ为时间；边界条件为：qc和qr分别为电池表面的对流换热量和辐射换热量；qc＝hcT-Tair，hc、ε和σ分别为电池外表面对流换热系数、电池外壳材料发射率和斯特潘-玻尔兹曼常数；步骤2中，离散化所述传热模型采用能量平衡法，建立各个节点处温度的有限差分方程，所述有限差分方程包括表面节点的能量守恒方程与内部节点的能量守恒方程；表面节点的能量守恒方程为： 内部节点的能量守恒方程为： δ为电池外壳厚度；k代表离散时间；Δt为时间步长；表示节点m,n,P在k时刻的温度；为节点m,n,P所代表控制容积在k时刻的产热速率；步骤2中，所述状态空间模型为：xk＝Fxk-1+Guk-1，yk＝Hxk；k代表离散时间，为状态向量， 为输入向量，G和F分别为系统的输入矩阵和状态矩阵； yk为k时刻的表面温度测量向量，H为对应的测量矩阵， 步骤3中，所述扩展状态空间模型为： 为扩展状态向量，w*为系统过程噪声； u*＝Tair；yk为k时刻的表面温度测量向量，vk为k时刻下对应的测量噪声，H为对应的测量矩阵，

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