基于电化学阻抗谱的电芯内部温度估计研究

锂离子电池在新能源汽车和储能领域的广泛运用带来了内部状态估计方面的挑战,尤其是电芯内部温度的准确估计,这对于电池的热失控预警至关重要。本文回顾了经典的无传感器电池温度检测方法,介绍了目前采用的基于电化学阻抗谱(EIS)的温度估计方法,研究了电池内部参数对EIS估算温度的影响,分析了大容量三元锂离子动力电池在不同频率下阻抗幅值、相角与温度之间的关系,提出了一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池在线温度估计模型,通过分析不同频率下的阻抗幅值、相角与温度的关系,实现了对电池内部温度的准确估计。研究表明适合使用阻抗幅值信息来估算温度的频率点为10 Hz,适合使用阻抗相角信息来估算温度的频率点为17.5 Hz。该模型在-20℃到45℃的范围内,使用阻抗幅值进行温度估算的最大误差为3.79℃,使用阻抗相角信息进行温度估算的最大误差为2.69℃。验证结果表明,使用阻抗谱的幅值与相角信息能有效估算电池内部的真实温度。本研究有助于提升汽车BMS的采集功能,可用于改善电池热管理和热失控的管理策略。