CN113420471A - 基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及*** - Google Patents

基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及*** Download PDF

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CN113420471A CN202110608603.XA CN202110608603A CN113420471A CN 113420471 A CN113420471 A CN 113420471A CN 202110608603 A CN202110608603 A CN 202110608603A CN 113420471 A CN113420471 A CN 113420471A
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Abstract

本发明提供了一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及***，涉及电动汽车的锂电池管理技术领域，该方法包括：步骤S1：基于有限差分法对锂离子电池的二阶偏微分导热方程进行离散化，建立锂电池的热模型；步骤S2：选用圆柱型锂电池为对象进行动态工况测试，获取温度、电流、电压以及电池表面温度在内的实验数据；步骤S3：采用某一动态工况下的测试数据，基于最优参数算法对锂电池的电化学参数进行辨识，用于建立电池热模型；步骤S4：采用其他动态工况下的测试数据来验证锂电池热模型的准确性。本发明有助于电池的热管理***功能的实现，提高电池包的可靠性和安全性，且在保证模型精度的同时大幅度减少计算量，适用任何形状的电池。

Description

基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及***
技术领域
本发明涉及电动汽车的锂电池管理技术领域，具体地，涉及一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及***。
背景技术
随着电动汽车市场不断提高对锂电池能量密度的需求，锂电池的热安全问题也暴露出来。在使用过程中，电池温度会出现过高，甚至出现热失控，进入引起冒烟、起火甚至***现象。因此，建立一个能够准确监控电池温度分布的热模型至关重要。
公开号为CN109141685A的中国发明专利，公开了一种计算电池产热速率的方法及装置，该方法包括：101、在电池放电过程中，实时测量并记录电池的工作电压U(t)、开路电压E(t)以及电流I(t)，t为当前放电时刻，0≤t≤t，t为放电总时长；102、根据实时测量的电池的工作电压U(t)以及电流I(t)，计算电池在每个测量放电时刻的放电内阻R(t)；根据实时测量的电池的开路电压E(t)，计算电池在每个测量放电时刻的开路电压温度系数e(t)；103、根据计算得到的电池的放电内阻R(t)和开路电压温度系数e(t)，计算电池的产热速率q(t)。
目前锂电池的热模型主要分为三类：基于内部机理类的热模型和基于等效电路类的热模型，基于内部机理类的热模型虽能准确模拟电池的产热规律以及内部温度分布，但是模型过于复杂而导致计算量过大无法在实际中应用，基于等效电路类的热模型过于简单而无法较准确地获取电池内部温度分布。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及***。
根据本发明提供的一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法及***，所述方案如下：
第一方面，提供了一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，所述方法包括：
步骤S1：基于有限差分法对锂离子电池的二阶偏微分导热方程进行离散化，建立锂电池的热模型；
步骤S2：选用圆柱型锂电池为对象进行动态工况测试，获取温度、电流、电压以及电池表面温度在内的实验数据；
步骤S3：采用某一动态工况下的测试数据，基于最优参数算法对锂电池的电化学参数进行辨识，用于建立电池热模型；
步骤S4：采用其他动态工况下的测试数据来验证锂电池热模型的准确性。
优选的，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：基于有限差分法对圆柱型锂离子电池的二阶偏微分导入方程进行离散化，建立圆柱型锂电池的一维状态空间热模型；
步骤S1.2：基于阿伦尼乌斯方程，确定温度对电池电化学参数的影响，建立温度对电池电化学参数的耦合关系。
优选的，所述步骤S1.1具体包括：
步骤S1.1.1：假设圆柱型锂电池地温度分布服从如下柱状坐标的一维非稳态导热方程：
Figure BDA0003095063430000021
满足边界条件：
Figure BDA0003095063430000022
满足初始条件：T(t)＝Tamb
此外还满足补充条件：T1(t)≈T0(t)
其中，T0为电池中空部分最靠近电池层的空气薄层温度，T1、TR分别为电池最内层温度和电池表面温度，h0和h为别为空气薄层和电池表面的对流扩散系数，
Figure BDA0003095063430000023
为热扩散率，ρ为锂离子电池的密度，c为锂离子电池的比热容J/(kg·℃)，λ为径向导热率；
步骤S1.1.2：为了对二阶偏微分方程进行离散化，需要分别对导热方程中一阶和二阶偏微分式子应用后向差分和中心差分方法进行近似：
Figure BDA0003095063430000024
步骤S1.1.3：圆柱型电池的一维非稳态导热方程可表示为：
Figure BDA0003095063430000031
其中，
Figure BDA0003095063430000032
rk＝r0+kΔr，M表示圆柱筒壁的层数，rM＝R；
令
Figure BDA0003095063430000033
则有：
Figure BDA0003095063430000034
可得到电池表面温度TM为：
Figure BDA0003095063430000035
其中，q(t)＝qp+qr，在步骤S1.1.4求解，TM＝TR，是电池外层温度，λM是外层材料的导热系数，ΔrM是外层材料的厚度；
步骤S1.1.4：根据电池充放电过程的极化现象和电流热效应，电池使用过程中的极化热和欧姆热放热率的计算公式如下：
qp＝I2Ract+I2Rohm＝I2Rt；
其中，I为电池电流，Ract为电池极化内阻；Rohm为电池欧姆内阻；Rt为电池总内阻，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
合并计算步骤，总的产热功率为：
q＝qr+qp；
其中，q为总的产热功率，qr为电池的反应热放热率，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
步骤S1.1.5：根据实际的***设计需要确定最终的模型输出：基于有限差分法近似，结合阿伦尼乌斯方程可迭代更新电池电化学参数，再计算出当前时刻的***输出温度；
***状态方程：
Figure BDA0003095063430000036
***输出方程：y＝Cx+Du；
其中，A和B为***矩阵，且***状态x＝(T1，T2，...，Ti，...，TM-1)T，***输入为
Figure BDA0003095063430000037
Figure BDA0003095063430000038
q为单位体积产热率；***输出y为电池第M-1层的温度。
优选的，所述步骤S1.2具体包括：根据温度与电池电化学参数之间的关系，利用阿伦尼乌斯方程描述温度对锂电池参数的影响：
Figure BDA0003095063430000039
其中，ψref为代表某一种物质的扩散系数、电解质的电导率或电极反应的交换电流密度在内的一般变量，下标ref表示参考温度下的值；
Figure BDA00030950634300000310
是对应的活化能。
优选的，所述步骤S1.1.5中，各***矩阵表示为如下形式：
Figure BDA0003095063430000041
B(i，1)＝ρici；
C＝(0，0，...，0，1)T；
D＝0：
其中，可通过调整矩阵C中1的位置来确定***输出y所表示的温度。
优选的，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：选用待测锂电池，按照一定的布置方案将热电偶粘附在锂电池上；
步骤S2.2：将电池放置在25℃的恒温箱静置2h；
步骤S2.3：以恒流恒压方式将电池充至满电状态，即SOC＝100％，再将电池以C/3放电至SOC＝95％，静置2h；
步骤S2.4：给电池加载合适比例的动态工况UDDS，直至电池SOC降至大约5％；
步骤S2.5：记录下该工况的电流、电压、环境温度以及表面温度数据；
步骤S2.6：在同一环境温度下重复步骤S2.2～步骤S2.5，收集FUDS、UDDS等动态工况在该温度下的测试数据；
步骤S2.7：改变恒温箱的温度至5℃、10℃和35℃，重复步骤S2.2～步骤S2.6，获得各温度下动态工况的测试数据。
优选的，所述步骤S3中的最优参数辨识算法为最小二乘法。
第二方面，提供了一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立***，所述***包括：
模块M1：基于有限差分法对锂离子电池的二阶偏微分导热方程进行离散化，建立锂电池的热模型；
模块M2：选用圆柱型锂电池为对象进行动态工况测试，获取温度、电流、电压以及电池表面温度在内的实验数据；
模块M3：采用某一动态工况下的测试数据，基于最优参数算法对锂电池的电化学参数进行辨识，用于建立电池热模型；
模块M4：采用其他动态工况下的测试数据来验证锂电池热模型的准确性。
优选的，所述模块M1包括：
模块M1.1：基于有限差分法对圆柱型锂离子电池的二阶偏微分导入方程进行离散化，建立圆柱型锂电池的一维状态空间热模型；
模块M1.2：基于阿伦尼乌斯方程，确定温度对电池电化学参数的影响，建立温度对电池电化学参数的耦合关系。
优选的，所述模块M1.1具体包括：
模块M1.1.1：假设圆柱型锂电池地温度分布服从如下柱状坐标的一维非稳态导热方程：
Figure BDA0003095063430000051
满足边界条件：
Figure BDA0003095063430000052
满足初始条件：T(t)＝Tamb
此外还满足补充条件：T1(t)≈T0(t)
其中，T0为电池中空部分最靠近电池层的空气薄层温度，T1、TR分别为电池最内层温度和电池表面温度，h0和h为别为空气薄层和电池表面的对流扩散系数，
Figure BDA0003095063430000053
为热扩散率，ρ为锂离子电池的密度，c为锂离子电池的比热容J/(kg·℃)，λ为径向导热率；
模块M1.1.2：为了对二阶偏微分方程进行离散化，需要分别对导热方程中一阶和二阶偏微分式子应用后向差分和中心差分方法进行近似：
Figure BDA0003095063430000054
模块M1.1.3：圆柱型电池的一维非稳态导热方程可表示为：
Figure BDA0003095063430000055
其中，
Figure BDA0003095063430000056
rk＝r0+kΔr，M表示圆柱筒壁的层数，rM＝R；
令
Figure BDA0003095063430000057
则有：
Figure BDA0003095063430000058
可得到电池表面温度TM为：
Figure BDA0003095063430000059
其中，q(t)＝qp+qr，在步骤S1.1.4求解，TM＝TR，是电池外层温度，λM是外层材料的导热系数，ΔrM是外层材料的厚度；
模块M1.1.4：根据电池充放电过程的极化现象和电流热效应，电池使用过程中的极化热和欧姆热放热率的计算公式如下：
qp＝I2Ract+I2Rohm＝I2Rt；
其中，I为电池电流，Ract为电池极化内阻；Rohm为电池欧姆内阻；Rt为电池总内阻，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
合并计算步骤，总的产热功率为：
q＝qr+qp；
其中，q为总的产热功率，qr为电池的反应热放热率，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
模块M1.1.5：根据实际的***设计需要确定最终的模型输出：基于有限差分法近似，结合阿伦尼乌斯方程可迭代更新电池电化学参数，再计算出当前时刻的***输出温度；
***状态方程：
Figure BDA0003095063430000061
***输出方程：y＝Cx+Du；
其中，A和B为***矩阵，且***状态x＝(T1，T2，...，Ti，...，TM-1)T，***输入为
Figure BDA0003095063430000064
Figure BDA0003095063430000063
q为单位体积产热率；***输出y为电池第M-1层的温度。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过分析电池内部电化学机理，获得电池产热速率，并通过对电池表面的温度估计来验证电池产热模型的准确性，为BMS的状态计算及故障诊断提供依据，有助于电池的热管理***功能的实现，进而提高电池包的可靠性和安全性；
2、本发明给出的热模型能够在保证模型精度的同时大幅度减少计算量，且适用任何形状的电池。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为热模型的建立与验证流程图；
图2为本发明的细节流程图；
图3为热模型建立过程；
图4为圆柱型电池内部结构分层图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，参照图1和图2所示，该方法的具体步骤如下：
步骤S1：基于有限差分法对锂离子电池的二阶偏微分导热方程进行离散化，建立锂电池的热模型；具体地，
基于有限差分法对圆柱型锂离子电池的二阶偏微分导入方程进行离散化，建立圆柱型锂电池的一维状态空间热模型，具体参照图3和图4所示：
假设圆柱型锂电池地温度分布服从如下柱状坐标的一维非稳态导热方程：
Figure BDA0003095063430000071
满足边界条件：
Figure BDA0003095063430000072
满足初始条件：T(t)＝Tamb
此外还满足补充条件：T1(t)≈T0(t)
其中，T0为电池中空部分最靠近电池层的空气薄层(电池内的空气会被排出，具有一定的真空度要求)温度，T1、TR分别为电池最内层温度和电池表面温度，h0和h为别为空气薄层和电池表面的对流扩散系数，
Figure BDA0003095063430000073
为热扩散率，ρ为锂离子电池的密度，c为锂离子电池的比热容J/(kg·℃)，λ为径向导热率。
为了对二阶偏微分方程进行离散化，需要分别对导热方程中一阶和二阶偏微分式子应用后向差分和中心差分方法进行近似：
Figure BDA0003095063430000074
圆柱型电池的一维非稳态导热方程可表示为：
Figure BDA0003095063430000075
其中，
Figure BDA0003095063430000076
rk＝r0+kΔr，M表示圆柱筒壁的层数，rM＝R；
为便于表示，令
Figure BDA0003095063430000081
则有：
Figure BDA0003095063430000082
然后，可得到电池表面温度TM为：
Figure BDA0003095063430000083
其中，q(t)＝qp+qr，在步骤S1.1.4求解，TM＝TR，是电池外层温度，λM是外层材料的导热系数，ΔrM是外层材料的厚度。
根据电池充放电过程的极化现象和电流热效应，电池使用过程中的极化热和欧姆热放热率的计算公式如下：
qp＝I2Ract+I2Rohm＝I2Rt；
其中，I为电池电流，Ract为电池极化内阻；Rohm为电池欧姆内阻；Rt为电池总内阻，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率。
合并计算步骤，总的产热功率为：
q＝qr+qp；
其中，q为总的产热功率，qr为电池的反应热放热率，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率。
根据实际的***设计需要确定最终的模型输出：基于有限差分法近似，结合阿伦尼乌斯方程可迭代更新电池电化学参数，再计算出当前时刻的***输出温度；
***状态方程：
Figure BDA0003095063430000084
***输出方程：y＝Cx+Du；
其中，A和B为***矩阵，且***状态x＝(T1，T2，...，Ti，...，TM-1)T，***输入为
Figure BDA0003095063430000085
Figure BDA0003095063430000086
q为单位体积产热率；***输出y为电池第M-1层的温度。
具体地，各***矩阵表示为如下形式：
Figure BDA0003095063430000087
B(i，1)＝ρici；
C＝(0，0，...，0，1)T；
D＝0；
其中，可通过调整矩阵C中1的位置来确定***输出y所表示的温度。
其次，基于阿伦尼乌斯方程，确定温度对电池电化学参数的影响，建立温度对电池电化学参数的耦合关系。
根据温度与电池电化学参数之间的关系，利用阿伦尼乌斯方程描述温度对锂电池参数的影响：
Figure BDA0003095063430000091
其中，ψref为代表某一种物质的扩散系数、电解质的电导率或电极反应的交换电流密度在内的一般变量，下标ref表示参考温度下的值；
Figure BDA0003095063430000092
是对应的活化能。
基于有限差分离散化地圆形锂电池的一维状态空间热模型得出。
步骤S2：选用圆柱型锂电池为对象进行动态工况测试，获取温度、电流、电压以及电池表面温度在内的实验数据；该步骤中具体包括：
选用待测锂电池，按照一定的布置方案将热电偶粘附在锂电池上；
将电池放置在25℃的恒温箱静置2h；
以恒流恒压方式将电池充至满电状态，即SOC＝100％，再将电池以C/3放电至SOC＝95％，静置2h；
给电池加载合适比例的动态工况UDDS，直至电池SOC降至大约5％；
记录下该工况的电流、电压、环境温度以及表面温度数据；
在同一环境温度下重复步骤S2.2～步骤S2.5，收集FUDS、UDDS等动态工况在该温度下的测试数据；
改变恒温箱的温度至5℃、10℃和35℃，重复步骤S2.2～步骤S2.6，获得各温度下动态工况的测试数据。
步骤S3：采用某一动态工况下的测试数据，基于最优参数算法对锂电池的电化学参数进行辨识，用于建立电池热模型；该步骤中的最优参数辨识算法为最小二乘法，但不局限于该优化算法。
步骤S4：采用其他动态工况下的测试数据来验证锂电池热模型的准确性。
本发明实施例提供了一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，通过分析电池内部电化学机理，获得电池产热速率，并通过对电池表面的温度估计来验证电池产热模型的准确性，为BMS的状态计算及故障诊断提供依据，有助于电池的热管理***功能的实现，进而提高电池包的可靠性和安全性。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的***及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，包括：
步骤S1：基于有限差分法对锂离子电池的二阶偏微分导热方程进行离散化，建立锂电池的热模型；
步骤S2：选用圆柱型锂电池为对象进行动态工况测试，获取温度、电流、电压以及电池表面温度在内的实验数据；
步骤S3：采用某一动态工况下的测试数据，基于最优参数算法对锂电池的电化学参数进行辨识，用于建立电池热模型；
步骤S4：采用其他动态工况下的测试数据来验证锂电池热模型的准确性。
2.根据权利要求1所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：基于有限差分法对圆柱型锂离子电池的二阶偏微分导入方程进行离散化，建立圆柱型锂电池的一维状态空间热模型；
步骤S1.2：基于阿伦尼乌斯方程，确定温度对电池电化学参数的影响，建立温度对电池电化学参数的耦合关系。
3.根据权利要2所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，所述步骤S1.1具体包括：
步骤S1.1.1：假设圆柱型锂电池地温度分布服从如下柱状坐标的一维非稳态导热方程：
Figure FDA0003095063420000011
满足边界条件：
Figure FDA0003095063420000012
满足初始条件：T(t)＝Tamb
此外还满足补充条件：T1(t)≈T0(t)
其中，T0为电池中空部分最靠近电池层的空气薄层温度，T1、TR分别为电池最内层温度和电池表面温度，h0和h为别为空气薄层和电池表面的对流扩散系数，
Figure FDA0003095063420000013
为热扩散率，ρ为锂离子电池的密度，c为锂离子电池的比热容J/(kg·℃)，λ为径向导热率；
步骤S1.1.2：为了对二阶偏微分方程进行离散化，需要分别对导热方程中一阶和二阶偏微分式子应用后向差分和中心差分方法进行近似：
Figure FDA0003095063420000021
步骤S1.1.3：圆柱型电池的一维非稳态导热方程可表示为：
Figure FDA0003095063420000022
其中，
Figure FDA0003095063420000023
rk＝r0+kΔr，M表示圆柱筒壁的层数，rM＝R；
令
Figure FDA0003095063420000024
则有：
Figure FDA0003095063420000025
可得到电池表面温度TM为：
Figure FDA0003095063420000026
其中，q(t)＝qp+qr，在步骤S1.1.4求解，TM＝TR，是电池外层温度，λM是外层材料的导热系数，ΔrM是外层材料的厚度；
步骤S1.1.4：根据电池充放电过程的极化现象和电流热效应，电池使用过程中的极化热和欧姆热放热率的计算公式如下：
qp＝I2Ract+I2Rohm＝I2Rt；
其中，I为电池电流，Ract为电池极化内阻；Rohm为电池欧姆内阻；Rt为电池总内阻，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
合并计算步骤，总的产热功率为：
q＝qr+qp；
其中，q为总的产热功率，qr为电池的反应热放热率，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
步骤S1.1.5：根据实际的***设计需要确定最终的模型输出：基于有限差分法近似，结合阿伦尼乌斯方程可迭代更新电池电化学参数，再计算出当前时刻的***输出温度；
***状态方程：
Figure FDA0003095063420000029
***输出方程：y＝Cx+Du；
其中，A和B为***矩阵，且***状态x＝(T1，T2，...，Ti，...，TM-1)T，***输入为
Figure FDA0003095063420000027
Figure FDA0003095063420000028
q为单位体积产热率；***输出y为电池第M-1层的温度。
4.根据权利要2所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，所述步骤S1.2具体包括：根据温度与电池电化学参数之间的关系，利用阿伦尼乌斯方程描述温度对锂电池参数的影响：
Figure FDA0003095063420000031
其中，ψref为代表某一种物质的扩散系数、电解质的电导率或电极反应的交换电流密度在内的一般变量，下标ref表示参考温度下的值；
Figure FDA0003095063420000032
是对应的活化能。
5.根据权利3所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，所述步骤S1.1.5中，各***矩阵表示为如下形式：
Figure FDA0003095063420000033
B(i，1)＝ρici；
C＝(0，0，...，0，1)T；
D＝0；
其中，可通过调整矩阵C中1的位置来确定***输出y所表示的温度。
6.根据权利要求1所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：选用待测锂电池，按照一定的布置方案将热电偶粘附在锂电池上；
步骤S2.2：将电池放置在25℃的恒温箱静置2h；
步骤S2.3：以恒流恒压方式将电池充至满电状态，即SOC＝100％，再将电池以C/3放电至SOC＝95％，静置2h；
步骤S2.4：给电池加载合适比例的动态工况UDDS，直至电池SOC降至大约5％；
步骤S2.5：记录下该工况的电流、电压、环境温度以及表面温度数据；
步骤S2.6：在同一环境温度下重复步骤S2.2～步骤S2.5，收集FUDS、UDDS等动态工况在该温度下的测试数据；
步骤S2.7：改变恒温箱的温度至5℃、10℃和35℃，重复步骤S2.2～步骤S2.6，获得各温度下动态工况的测试数据。
7.根据权利要求1所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立方法，其特征在于，所述步骤S3中的最优参数辨识算法为最小二乘法。
8.一种基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立***，其特征在于，包括：
模块M1：基于有限差分法对锂离子电池的二阶偏微分导热方程进行离散化，建立锂电池的热模型；
模块M2：选用圆柱型锂电池为对象进行动态工况测试，获取温度、电流、电压以及电池表面温度在内的实验数据；
模块M3：采用某一动态工况下的测试数据，基于最优参数算法对锂电池的电化学参数进行辨识，用于建立电池热模型；
模块M4：采用其他动态工况下的测试数据来验证锂电池热模型的准确性。
9.根据权利要求8所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立***，其特征在于，所述模块M1包括：
模块M1.1：基于有限差分法对圆柱型锂离子电池的二阶偏微分导入方程进行离散化，建立圆柱型锂电池的一维状态空间热模型；
模块M1.2：基于阿伦尼乌斯方程，确定温度对电池电化学参数的影响，建立温度对电池电化学参数的耦合关系。
10.根据权利要求9所述的基于电化学机理的动力锂电池热模型构建建立***，其特征在于，所述模块M1.1具体包括：
模块M1.1.1：假设圆柱型锂电池地温度分布服从如下柱状坐标的一维非稳态导热方程：
Figure FDA0003095063420000041
满足边界条件：
Figure FDA0003095063420000042
满足初始条件：T(t)＝Tamb
此外还满足补充条件：T1(t)≈T0(t)
其中，T0为电池中空部分最靠近电池层的空气薄层温度，T1、TR分别为电池最内层温度和电池表面温度，h0和h为别为空气薄层和电池表面的对流扩散系数，
Figure FDA0003095063420000043
为热扩散率，ρ为锂离子电池的密度，c为锂离子电池的比热容J/(kg·℃)，λ为径向导热率；
模块M1.1.2：为了对二阶偏微分方程进行离散化，需要分别对导热方程中一阶和二阶偏微分式子应用后向差分和中心差分方法进行近似：
Figure FDA0003095063420000051
模块M1.1.3：圆柱型电池的一维非稳态导热方程可表示为：
Figure FDA0003095063420000052
其中，
Figure FDA0003095063420000053
rk＝r0+kΔr，M表示圆柱筒壁的层数，rM＝R；
令
Figure FDA0003095063420000054
则有：
Figure FDA0003095063420000055
可得到电池表面温度TM为：
Figure FDA0003095063420000056
其中，q(t)＝qp+qr，在步骤S1.1.4求解，TM＝TR，是电池外层温度，λM是外层材料的导热系数，ΔrM是外层材料的厚度；
模块M1.1.4：根据电池充放电过程的极化现象和电流热效应，电池使用过程中的极化热和欧姆热放热率的计算公式如下：
qp＝I2Ract+I2Rohm＝I2Rt；
其中，I为电池电流，Ract为电池极化内阻；Rohm为电池欧姆内阻；Rt为电池总内阻，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
合并计算步骤，总的产热功率为：
q＝qr+qp；
其中，q为总的产热功率，qr为电池的反应热放热率，qp为电池放电过程中的极化热和欧姆热放热率；
模块M1.1.5：根据实际的***设计需要确定最终的模型输出：基于有限差分法近似，结合阿伦尼乌斯方程可迭代更新电池电化学参数，再计算出当前时刻的***输出温度；
***状态方程：
Figure FDA0003095063420000059
***输出方程：y＝Cx+Du；
其中，A和B为***矩阵，且***状态x＝(T1，T2，...，Ti，...，TM-1)T，***输入为
Figure FDA0003095063420000057
Figure FDA0003095063420000058
q为单位体积产热率；***输出y为电池第M-1层的温度。
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