本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測(cè)電池溫度的方法和裝置。

背景技術(shù)：

電池被廣泛用作用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、固定存儲(chǔ)和純電/混合動(dòng)力汽車(chē)的能量存儲(chǔ)設(shè)備。動(dòng)力和儲(chǔ)能用電池組通常由多個(gè)電池單體組成，而電池單體的核心有效部分電極卷通常被密封的外殼包裹并進(jìn)行絕緣處理。由于電池的化學(xué)反應(yīng)特性，在工作過(guò)程中高溫或低溫將損害電池的壽命及帶來(lái)巨大的安全隱患。通常應(yīng)用電子控制單元/電路來(lái)確保電池工作在恰當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，在此過(guò)程中涉及利用控制器來(lái)測(cè)量或估計(jì)電池的溫度。

目前通用的解決方法是簡(jiǎn)單地通過(guò)在電池的表面或外殼上附著溫度傳感器來(lái)測(cè)量電池的表面溫度或環(huán)境溫度，作為電池的溫度。然而，電池在工作過(guò)程中，單體會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差，其內(nèi)部溫度通常高于在電池表面處和在環(huán)境中測(cè)量的溫度，電池的最高溫度點(diǎn)通常在電池內(nèi)部的幾何中心處或附近。因此，現(xiàn)有的技術(shù)將導(dǎo)致電池管理設(shè)備不能獲取準(zhǔn)確的電池溫度，特別是大容量或大尺寸的動(dòng)力鋰離子電池。結(jié)果，電池可能會(huì)工作在不恰當(dāng)或不安全的溫度，而且監(jiān)控系統(tǒng)和用戶(hù)也不會(huì)接收到準(zhǔn)確的報(bào)警信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)電池溫度的方法和裝置，其能夠提高電池溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

按照本發(fā)明實(shí)施例的一種用于檢測(cè)電池溫度的方法，包括：獲取在被施加指定頻率的交流電的情況下屬于某一型號(hào)的指定電池的輸出電壓和輸出電流；基于所獲取的輸出電壓和輸出電流，確定所述指定電池的阻抗相角；以及，從存儲(chǔ)的在被施加所述指定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系中，檢索出與所計(jì)算的阻抗相角相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部溫度，作為所述指定電池的溫度。

其中，所述方法還包括：獲取所述指定電池的表面溫度；以及，基于所獲取的表面溫度和所檢索的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算所述指定電池的溫度。

其中，所述映射關(guān)系是從已存儲(chǔ)的多個(gè)映射關(guān)系中檢索得到的，其中，所述多個(gè)映射關(guān)系中的每一個(gè)指示在被施加一種特定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

其中，所述指定頻率的交流電是基于所述指定電池的類(lèi)型從多個(gè)交流電中選取的，所述多個(gè)交流電中的每一個(gè)具有不同的頻率。

按照本發(fā)明實(shí)施例的一種用于檢測(cè)電池溫度的裝置，包括：獲取模塊，用于獲取在被施加指定頻率的交流電的情況下屬于某一型號(hào)的指定電池的輸出電壓和輸出電流；確定模塊，用于基于所獲取的輸出電壓和輸出電流，確定所述指定電池的阻抗相角；以及，檢索模塊，用于從存儲(chǔ)的在被施加所述指定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系中，檢索出與所計(jì)算的阻抗相角相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部溫度，作為所述指定電池的溫度。

其中，所述獲取模塊還用于獲取所述指定電池的表面溫度，以及，所述裝置還包括用于基于所獲取的表面溫度和所檢索的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算所述指定電池的溫度的計(jì)算模塊。

其中，所述映射關(guān)系是從所存儲(chǔ)的多個(gè)映射關(guān)系中檢索得到的，其中，所述多個(gè)映射關(guān)系中的每一個(gè)指示在被施加一種特定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

其中，所述指定頻率的交流電是基于所述指定電池的類(lèi)型從多個(gè)交流電中選取的，所述多個(gè)交流電中的每一個(gè)具有不同的頻率。

從以上描述可以看出，本發(fā)明的實(shí)施例所提供的方案，基于電池的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算電池的溫度，由于基于電池的內(nèi)部溫度所計(jì)算的電池的溫度能夠比較準(zhǔn)確地體現(xiàn)電池電化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際溫度，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的方法能夠顯著提高電池溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其它特征、特點(diǎn)、益處和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將變得更加顯而易見(jiàn)。其中：

圖1a示出了在被施加不同頻率的交流電的情況下電池的阻抗相角與電池溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的示意圖；

圖1b示出了當(dāng)電池荷電狀態(tài)分別為0％、25％、50％、75％和100％時(shí)在被施加10hz的交流電的情況下電池的內(nèi)部溫度與電池的阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系的示例；

圖1c示出了在分別被施加10hz、50hz或100hz的交流電的情況下的映射關(guān)系的示例；

圖2示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)電池溫度的方法的流程圖；

圖3示出了按照本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于檢測(cè)電池溫度的方法的示意圖；

圖4示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)電池溫度的裝置的示意圖；以及

圖5示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池管理設(shè)備的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。

本發(fā)明的實(shí)施例所公開(kāi)的用于檢測(cè)電池溫度的方案，需要用到在被施加不同頻率的交流電的情況下電池的內(nèi)部溫度(也稱(chēng)為特征溫度)與阻抗相角的映射關(guān)系。因此，下面在描述該方案之前，首先描述如何獲取在被施加不同頻率的交流電的情況下屬于某型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系。

獲取該映射關(guān)系的過(guò)程包括a過(guò)程和b過(guò)程。

a過(guò)程用于獲取在被施加不同頻率的交流電的情況下屬于某型號(hào)的電池的不同內(nèi)部溫度所對(duì)應(yīng)的阻抗相角。

研究發(fā)現(xiàn)，如果某些頻率(例如但不局限于，1赫茲到100赫茲范圍內(nèi)的頻率)的交流電被施加到電池上時(shí)，則電池的阻抗相角隨電池溫度顯著單調(diào)變化(如圖1a所示)，且不受電池荷電(即電池所具有的電量多少)狀態(tài)及壽命狀態(tài)的影響。圖1b示出了當(dāng)電池荷電狀態(tài)分別為0％、25％、50％、75％和100％時(shí)在被施加10hz的交流電的情況下電池的內(nèi)部溫度與電池的阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系的示例。圖1b的示例表明不管電池荷電狀態(tài)是多少，在被施加同一頻率的交流電的情況下電池的內(nèi)部溫度與電池的阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系幾乎是一樣的。

a過(guò)程基于這個(gè)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行操作，以獲取被施加特定頻率的交流電的情況下屬于某型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度及其阻抗相角。具體地，在a過(guò)程中，(a1)將屬于型號(hào)xh的電池y放置在均勻溫度的環(huán)境h中，這里，電池y例如是從型號(hào)xh的電池中隨機(jī)選擇的一個(gè)電池；(a2)向電池y施加一種特定頻率t的交流電；(a3)在電池y被施加頻率t的交流電的情況下，將環(huán)境h調(diào)整到欲使電池y的內(nèi)部溫度達(dá)到的溫度w足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使得電池y的內(nèi)部溫度達(dá)到溫度w；(a4)測(cè)量當(dāng)電池y的內(nèi)部溫度為w時(shí)電池y的輸出電壓和輸出電流；(a5)基于所測(cè)量的輸出電壓和輸出電流來(lái)計(jì)算當(dāng)電池y的內(nèi)部溫度為w時(shí)電池y的阻抗相角，從而得到電池y的內(nèi)部溫度w所對(duì)應(yīng)的阻抗相角；(a6)重復(fù)執(zhí)行(a3)至(a5)以獲得在被施加頻率t的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的不同內(nèi)部溫度及其對(duì)應(yīng)的阻抗相角；以及，(a7)重復(fù)執(zhí)行(a2)至(a6)以獲得在被施加 不同頻率的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的不同內(nèi)部溫度及其對(duì)應(yīng)的阻抗相角。

在b過(guò)程，基于所獲得的在被施加不同頻率的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的不同內(nèi)部溫度及其對(duì)應(yīng)的阻抗相角，來(lái)生成多個(gè)映射關(guān)系，其中每一個(gè)映射關(guān)系指示在被施加一種特定頻率的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所生成的映射關(guān)系被存儲(chǔ)在用于管理電池的電池管理設(shè)備中。圖1c示出了在分別被施加10hz、50hz或100hz的交流電的情況下的映射關(guān)系的例子。

圖2示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)電池溫度的方法的流程圖。圖2所示的方法100可以由電池管理設(shè)備dc來(lái)執(zhí)行，電池管理設(shè)備dc已存儲(chǔ)被施加不同頻率的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系。

在步驟s102，當(dāng)要檢測(cè)屬于型號(hào)xh的某一電池s的溫度時(shí)，電池管理設(shè)備dc從多個(gè)不同頻率的交流電中，選擇頻率f1的交流電。

在步驟s104，電池管理設(shè)備dc向電池s施加所選擇的頻率f1的交流電。

在步驟s106，電池管理設(shè)備dc測(cè)量電池s的表面溫度、輸出電壓和輸出電流。例如但不局限于，電池管理設(shè)備dc通過(guò)溫度傳感器來(lái)測(cè)量電池s的表面溫度。

在步驟s108，電池管理設(shè)備dc基于所測(cè)量的輸出電壓和輸出電流，計(jì)算電池s的阻抗相角。

在步驟s110，電池管理設(shè)備dc從所存儲(chǔ)的映射關(guān)系中，找出在被施加頻率f1的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系。

在步驟s112，電池管理設(shè)備dc從所找出的映射關(guān)系中，檢索出與所計(jì)算的阻抗相角對(duì)應(yīng)的電池的內(nèi)部溫度。

在步驟s114，電池管理設(shè)備dc利用特定的算法并基于所測(cè)量的 電池s的表面溫度和所檢索的內(nèi)部溫度，來(lái)計(jì)算電池s的溫度。該特定的算法例如但不局限于最小二乘法、卡爾曼濾波法、模糊邏輯法或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

從以上的描述可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的方法基于電池的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算電池的溫度，由于基于電池的內(nèi)部溫度所計(jì)算的電池的溫度能夠比較準(zhǔn)確地體現(xiàn)電池的實(shí)際溫度，因此，本發(fā)明實(shí)施例的方法能夠提高電池溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確性及可靠性。

其它變型

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然在上面的實(shí)施例中，電池s的溫度是基于所測(cè)量的電池s的表面溫度和所檢索的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算的，然而，本發(fā)明并不局限于此。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，例如也可以把所檢索得到的內(nèi)部溫度直接計(jì)算為電池s的溫度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然在上面的實(shí)施例中，映射關(guān)系是基于在電池置于均勻溫度的環(huán)境的情況下測(cè)量得到的電池的內(nèi)部溫度和阻抗相角而建立的，然而，本發(fā)明并不局限于此。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，映射關(guān)系也可以是基于在電池置于不均勻溫度的環(huán)境的情況下測(cè)量得到的電池的內(nèi)部溫度和阻抗相角而建立的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然在上面的實(shí)施例中，預(yù)先獲取和存儲(chǔ)被施加不同頻率的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系，然而，本發(fā)明不局限于此。在本發(fā)明的其它一些實(shí)施例中，也可以?xún)H預(yù)先獲取和存儲(chǔ)被施加某一特定頻率的交流電的情況下屬于型號(hào)xh的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系。在這種情況下，當(dāng)要檢測(cè)型號(hào)xh的電池s的溫度時(shí)，電池管理設(shè)備dc只能向電池s施加該特定頻率的交流電。

圖3示出了按照本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于檢測(cè)電池溫度的方法的示意圖。圖3所示的方法200可以由電池管理設(shè)備來(lái)執(zhí)行。

如圖3所示，方法200可以包括：用于獲取在被施加指定頻率的 交流電的情況下屬于某一型號(hào)的指定電池的輸出電壓和輸出電流的步驟202；用于基于所獲取的輸出電壓和輸出電流，確定所述指定電池的阻抗相角的步驟204；以及，用于從存儲(chǔ)的在被施加所述指定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系中，檢索出與所計(jì)算的阻抗相角相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部溫度，作為所述指定電池的溫度的步驟206。

在一個(gè)方面，方法200還可以包括：用于獲取所述指定電池的表面溫度的步驟；以及，用于基于所獲取的表面溫度和所檢索的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算所述指定電池的溫度的步驟。

在另一個(gè)方面，所述映射關(guān)系是從已存儲(chǔ)的多個(gè)映射關(guān)系中檢索得到的，其中，所述多個(gè)映射關(guān)系中的每一個(gè)指示在被施加一種特定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在又一個(gè)方面，所述指定頻率的交流電是從多個(gè)交流電中選取的，所述多個(gè)交流電中的每一個(gè)具有不同的頻率。

圖4示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)電池溫度的裝置的示意圖。圖4所示的裝置300可以利用軟件、硬件或軟硬件結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且可以安裝在電池管理設(shè)備中。

如圖4所示，裝置300可以包括獲取模塊302、確定模塊304和檢索模塊306。獲取模塊302可以用于獲取在被施加指定頻率的交流電的情況下屬于某一型號(hào)的指定電池的輸出電壓和輸出電流。確定模塊304可以用于基于所獲取的輸出電壓和輸出電流，確定所述指定電池的阻抗相角。檢索模塊306可以用于從存儲(chǔ)的在被施加所述指定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的映射關(guān)系中，檢索出與所計(jì)算的阻抗相角相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部溫度，作為所述指定電池的溫度。

在一個(gè)方面，獲取模塊302還可以用于獲取所述指定電池的表面溫度，以及，裝置300還可以包括用于基于所獲取的表面溫度和所檢索的內(nèi)部溫度來(lái)計(jì)算所述指定電池的溫度的計(jì)算模塊。

在另一個(gè)方面，所述映射關(guān)系是從所存儲(chǔ)的多個(gè)映射關(guān)系中檢索得到的，其中，所述多個(gè)映射關(guān)系中的每一個(gè)指示在被施加一種特定頻率的交流電的情況下屬于所述某一型號(hào)的電池的內(nèi)部溫度與阻抗相角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在又一個(gè)方面，所述指定頻率的交流電是從多個(gè)交流電中選取的，所述多個(gè)交流電中的每一個(gè)具有不同的頻率。

圖5示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池管理設(shè)備的示意圖。如圖5所示，電池管理設(shè)備400可以包括存儲(chǔ)器402和與存儲(chǔ)器402耦合的處理器404。其中，處理器404用于執(zhí)行前述方法200所包括的操作。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上具有可執(zhí)行指令，當(dāng)所述可執(zhí)行指令被執(zhí)行時(shí)，使得機(jī)器執(zhí)行前述方法200所包括的操作。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上面所公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例可以在不偏離發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下做出各種變形、修改和改變，這些變形、修改和改變都應(yīng)當(dāng)落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。