本發(fā)明主要涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種測量電池內(nèi)部溫度的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，在線檢測電池內(nèi)部溫度通行的較佳方法，一般都是通過溫度傳感器檢測電池表面溫度，來估算電池內(nèi)部溫度，這種方法很不準(zhǔn)確以及不可靠，因?yàn)殡姵乇砻鏈囟群蛢?nèi)部溫度可能會(huì)相差很大，特別是在一些極端情況下，比如電池發(fā)生微短路等情形將導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度明顯升高，而熱傳導(dǎo)到電池表面的時(shí)間較長，再加上表面的空氣或冷卻劑的散熱，很難準(zhǔn)確判斷電池內(nèi)部當(dāng)前的真實(shí)溫度。

2、在實(shí)驗(yàn)室或工廠產(chǎn)線上，通過電化學(xué)工作站等設(shè)備儀器可以通過檢測電池交流內(nèi)阻的方法來估算電池內(nèi)部的溫度，但這種方法無法做到電池全生命周期內(nèi)的在線交流內(nèi)阻檢測，也就無法做到電池全生命周期內(nèi)的在線電池內(nèi)部溫度估算。此外，一些交流內(nèi)阻檢測儀雖成本較低，但其檢測頻率都在千赫茲級(jí)別，該范圍內(nèi)測量到的交流內(nèi)阻對溫度不夠敏感，而且占據(jù)較大空間，很難在主流的儲(chǔ)能柜或新能源汽車的電池包中大范圍應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測量電池內(nèi)部溫度的方法和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部溫度的有效測量和計(jì)算，能夠較為準(zhǔn)確地得到電池內(nèi)部溫度值。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種測量電池內(nèi)部溫度的方法，包括：通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流，以在所述電池的兩極形成交流擾動(dòng)電壓信號(hào)；通過電池交流內(nèi)阻測量組件獲取電池兩極的響應(yīng)電壓，并基于所述響應(yīng)電壓得到反饋電流信號(hào)；根據(jù)所述交變擾動(dòng)電壓信號(hào)和反饋電流信號(hào)得到所述電池在所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值；基于所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗-溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值；其中，所述電池交流內(nèi)阻測量組件包括單電芯檢測芯片、開關(guān)管和第一電阻，所述單電芯檢測芯片包括第一電壓測量端、第二電壓測量端、開關(guān)信號(hào)輸出端、電源端和接地端對應(yīng)的管腳；所述第一電壓測量端、第二電壓測量端分別連接至所述電池的兩極以獲取電池兩極的響應(yīng)電壓；所述電源端和接地端分別連接至所述電池的兩極以對所述單電芯檢測芯片供電；所述開關(guān)管包括控制端、第一輸入端和第二輸出端，所述開關(guān)管的控制端連接至所述單電芯檢測芯片的開關(guān)信號(hào)輸出端，所述第一電阻的第一端和第二端分別連接至所述電池的第一極和所述第一輸入端，所述第二輸出端連接至所述電池的第二極；所述阻抗-溫度標(biāo)定表包括多個(gè)阻抗標(biāo)定值。

3、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流包括：通過所述電池交流內(nèi)阻測量組件的開關(guān)信號(hào)輸出端輸出第一頻率的開關(guān)信號(hào)，并通過所述開關(guān)管和第一電阻形成流經(jīng)所述電池的第一頻率的激勵(lì)電流。

4、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述交流擾動(dòng)電壓信號(hào)e(t)＝|e0|sin(ωt)，其中，|e0|為第一模值，ω為所述第一頻率。

5、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述反饋電流信號(hào)其中，|v0|為所述響應(yīng)電壓的模值，r為所述第一電阻，ω為所述第一頻率，為相移值。

6、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)所述交變擾動(dòng)電壓信號(hào)和反饋電流信號(hào)得到所述電池在所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值包括：交流內(nèi)阻值z(ω)＝e(t)/i(t)，其中，e(t)為交變擾動(dòng)電壓信號(hào)，i(t)為反饋電流信號(hào)。

7、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述阻抗-溫度標(biāo)定表的獲取步驟包括：將所述電池交流內(nèi)阻測量組件連接至所述電池兩極，并放入可調(diào)式變溫環(huán)境；將所述可調(diào)式變溫環(huán)境的溫度逐次設(shè)定為介于第一溫度邊界值和第二溫度邊界值之間的預(yù)設(shè)溫度標(biāo)定值，且每設(shè)定一次預(yù)設(shè)溫度標(biāo)定值，經(jīng)過第一間隔時(shí)長使得電池內(nèi)部溫度與所述變溫環(huán)境達(dá)到熱平衡后，啟動(dòng)阻抗測量；每一次所述阻抗測量基于第一頻率邊界值和第二頻率邊界值之間的預(yù)設(shè)頻率點(diǎn)進(jìn)行；基于所述測量操作，得到對應(yīng)于多個(gè)所述預(yù)設(shè)溫度標(biāo)定值和多個(gè)所述預(yù)設(shè)頻率點(diǎn)的多個(gè)所述阻抗標(biāo)定值，形成阻抗-溫度標(biāo)定表。

8、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗-溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值包括：確定所述交流內(nèi)阻值所處的由多個(gè)所述阻抗標(biāo)定值形成的多個(gè)阻抗標(biāo)定值區(qū)間中的具體區(qū)間位置；基于所述具體區(qū)間位置對應(yīng)的兩個(gè)阻抗標(biāo)定值與對應(yīng)的兩個(gè)溫度標(biāo)定值計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值。

9、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于所述具體區(qū)間位置對應(yīng)的兩個(gè)阻抗標(biāo)定值與相應(yīng)的兩個(gè)溫度標(biāo)定值計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值包括：所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值其中，z1和z2為與所述具體區(qū)間位置對應(yīng)的兩個(gè)阻抗標(biāo)定值，t1為與z1對應(yīng)的溫度標(biāo)定值，t2為與z2對應(yīng)的溫度標(biāo)定值。

10、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一頻率w的取值區(qū)間為0hz＜w≤2khz。

11、本發(fā)明還提供一種測量電池內(nèi)部溫度的系統(tǒng)，包括：電池交流內(nèi)阻測量組件，所述電池交流內(nèi)阻測量組件包括單電芯檢測芯片、開關(guān)管和第一電阻，所述單電芯檢測芯片包括第一電壓測量端、第二電壓測量端、開關(guān)信號(hào)輸出端、電源端和接地端對應(yīng)的管腳；所述第一電壓測量端、第二電壓測量端分別連接至所述電池的兩極以獲取電池兩極的響應(yīng)電壓；所述電源端和接地端分別連接至所述電池的兩極以對所述單電芯檢測芯片供電；所述開關(guān)管包括控制端、第一輸入端和第二輸出端，所述開關(guān)管的控制端連接至所述單電芯檢測芯片的開關(guān)信號(hào)輸出端，所述第一電阻的第一端和第二端分別連接至所述電池的第一極和所述第一輸入端，所述第二輸出端連接至所述電池的第二極；所述系統(tǒng)被配置為執(zhí)行如下操作：通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流，以在所述電池的兩極形成交變擾動(dòng)電壓信號(hào)；通過電池交流內(nèi)阻測量組件獲取電池兩極的響應(yīng)電壓，并基于所述響應(yīng)電壓得到反饋電流信號(hào)；根據(jù)所述交變擾動(dòng)電壓信號(hào)和反饋電流信號(hào)得到所述電池在所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值；基于所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗-溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值。

12、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流包括：通過所述電池交流內(nèi)阻測量組件的開關(guān)信號(hào)輸出端輸出第一頻率的開關(guān)信號(hào)，并通過所述開關(guān)管和第一電阻形成流經(jīng)所述電池的第一頻率的激勵(lì)電流。

13、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗-溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值包括：確定所述交流內(nèi)阻值所處的由所述多個(gè)阻抗標(biāo)定值形成的多個(gè)阻抗標(biāo)定值區(qū)間中的具體區(qū)間位置；基于所述具體區(qū)間位置對應(yīng)的兩個(gè)阻抗標(biāo)定值與對應(yīng)的兩個(gè)溫度標(biāo)定值計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本申請方案，通過單電芯檢測芯片實(shí)現(xiàn)對電池的交流內(nèi)阻檢測，并基于電池交流內(nèi)阻和內(nèi)部溫度的映射關(guān)系，計(jì)算得到電池的內(nèi)部溫度值，從而實(shí)現(xiàn)電池在全生命周期內(nèi)的在線內(nèi)部溫度估算，達(dá)到電池內(nèi)部溫度的精準(zhǔn)檢測。

技術(shù)特征：

1.一種測量電池內(nèi)部溫度的方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，所述交流擾動(dòng)電壓信號(hào)e(t)＝|e0|sin(ωt)，其中，|e0|為第一模值，ω為所述第一頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，所述反饋電流信號(hào)其中，|v0|為所述響應(yīng)電壓的模值，r為所述第一電阻，ω為所述第一頻率，為相移值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，根據(jù)所述交變擾動(dòng)電壓信號(hào)和反饋電流信號(hào)得到所述電池在所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，所述阻抗-溫度標(biāo)定表的獲取步驟包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，基于所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗-溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，基于所述具體區(qū)間位置對應(yīng)的兩個(gè)阻抗標(biāo)定值與相應(yīng)的兩個(gè)溫度標(biāo)定值計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量電池內(nèi)部溫度的方法，其特征在于，所述第一頻率w的取值區(qū)間為0hz＜w≤2khz。

10.一種測量電池內(nèi)部溫度的系統(tǒng)，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的測量電池內(nèi)部溫度的系統(tǒng)，其特征在于，通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的測量電池內(nèi)部溫度的系統(tǒng)，其特征在于，基于所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗-溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種測量電池內(nèi)部溫度的方法和系統(tǒng)，所述方法包括：通過電池交流內(nèi)阻測量組件向電池施加第一頻率的激勵(lì)電流，以在所述電池的兩極形成交流擾動(dòng)電壓信號(hào)；通過電池交流內(nèi)阻測量組件獲取電池兩極的響應(yīng)電壓，并基于響應(yīng)電壓得到反饋電流信號(hào)；根據(jù)交變擾動(dòng)電壓信號(hào)和反饋電流信號(hào)得到電池在所述第一頻率下的交流內(nèi)阻值；基于第一頻率下的交流內(nèi)阻值和相應(yīng)的阻抗?溫度標(biāo)定表計(jì)算得到所述電池的內(nèi)部溫度估計(jì)值；所述系統(tǒng)包括電池交流內(nèi)阻測量組件，電池交流內(nèi)阻測量組件包括單電芯檢測芯片、開關(guān)管和第一電阻，單電芯檢測芯片包括第一電壓測量端、第二電壓測量端、開關(guān)信號(hào)輸出端、電源端和接地端對應(yīng)的管腳。

技術(shù)研發(fā)人員：泮以華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海大恩芯源微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17