用于电化学存储系统热管理的优化方法

摘要

本发明涉及一种用于在标称和极端操作条件管理电化学存储系统的表面温度和核心温度的优化方法。对于涉及混合动力车辆和电动车的应用，必须控制组成系统的元件的表面处和核心中的热状态（T），以便防止热失控、着火、和爆炸的任何风险。使用电池的电、热和热化学失控模型，来执行不可直接测量的内部特性的重建，这些内部特性诸如这些元件的核心中的温度。使用具有集中参数（0D）的模型，该方法可与电池自身的操作（实时地）一起同步使用，或者例如在能量和热管理策略的校准、优化或验证的环境内离线地使用该方法。该方法可模拟电池的热、电、和热化学失控行为，并且所述方法还可被用于调整电池的大小。

主权项

一种估计估算可充电电化学系统的热状态的改进方法，所述系统包括电极、分离器、和电解质，其中：‑表示所述系统的物理量的至少一个参数的至少一个输入信号是可用的，‑用集中参数(0D)建立所述系统的电化学和热模型，其中在所述电极和所述分离器内这些参数是均匀的，所述电化学和热模型包括发生在每个电极与所述电解质之间的界面且考虑了界面浓度的电化学反应的动力学的至少一个数学表示、在每个电极处的双层容量中的电荷空间积累的数学表示、在每个电极处电荷重新分布的数学表示、通过所述电极和所述分离器的电解质离子电荷的传播的数学表示，‑从所述模型中，我们建立了：·在系统的所有相中的材料平衡，·所述系统的电势的整体电平衡，·针对所述系统的元件的热化学失控平衡，其考虑了活性品类消耗因变于所述系统的这些组成元件的材料的热分解反应的发展，·所述系统的能量平衡，包括优化的热平衡，所述优化的热平衡考虑了用于计算核心温度的在所述电化学系统的表面与核心之间的散热现象，‑计算了所述系统的所有内部电化学变量随时间的变化，并且通过将所述模型应用至所述输入信号来生成至少一个输出信号，来估算所述系统的核心和表面热状态。