基于电化学阻抗谱的锂离子电池内部温度在线估计方法研究

锂离子动力电池内部的电化学反应容易受到温度的影响,造成电池输出功率与容量的变化。为准确预估电池内部温度,为电池管理系统提供基础,文章对具有不同荷电状态(state of charge,SOC)、不同健康状态(state of health,SOH)的锂离子电池在较宽温度范围内进行基于电化学阻抗谱的测量和研究,从而提出基于电化学阻抗谱的电池内部温度在线估计方法。试验结果表明,在频率10～1000Hz范围内,阻抗谱虚部在锂电池正常工作温度范围(5～55℃)内不受SOC与SOH状态的影响。但是随温度变化较为敏感,可以作为温度评估的特征参量。之后,根据不同频率对于锂电池不同电化学反应的表征,选取10与100Hz作为电池内部温度估计的激励频率,并探究电池阻抗谱虚部值与其内部温度的内在联系,有效建立锂离子电池内部温度评估模型。最后,验证试验结果表明,文中所建立的温度评估模型能够将温度评估误差控制在1.58℃内。研究证明阻抗谱虚部对电池温度具有良好的表征能力,可为电池温度控制策略提供参考,改善电池工作过程中的温升问题。