锂离子电池组的三维温度场重建：分布式卡尔曼滤波方法
摘要：锂离子电池（LiB）虽然在不同领域的使用越来越广泛，但其热性漏洞一直受到严重关注。LiB的操作与热量的产生和积聚效应相关，对于由多个电池组成的LiB组包而言，这种效应表现得更为强烈，以高度不均匀热分布的形式出现。如果监测和管理不当，加热可能会加速老化并引起不期望的副反应。在极端情况下，它甚至会引发火灾和爆炸，这在近年来一系列被广泛报道的事故中得到证明。为了应对这个威胁，本文首次尝试在实时中重构LiB组包的三维温度场。主要挑战在于如何在有限的计算时间内获得一个高保真度的重构。本研究首先建立了一个用于串联LiB组包的三维热模型。虽然在空间上得到了解决，但该模型通过高完整度和低复杂度的组合来捕捉空间热行为。基于该模型，将标准的卡尔曼滤波器分布式应用于以在大幅度降低计算复杂度的情况下进行温度场估计。算术运算分析和数值模拟表明，所提出的分布式估计方法与集中式方法相比，具有可比较的准确性，但计算量更小。这项工作有望为依赖LiB能量存储的各种系统中的LiB组包的更安全操作作出贡献，可能使该技术在更广泛的工程领域得到更多应用。
作者：Ning Tian and Huazhen Fang and Yebin Wang
论文ID：1709.08819
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-09-27