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美國(guó)專利商標(biāo)局2019年3月12日授予給美國(guó)陸軍一項(xiàng)專利。
這項(xiàng)專利保護(hù)了一項(xiàng)新發(fā)明：“估計(jì)電池組中電池芯的溫度”。
這個(gè)專利提供更精確的電池組核心溫度估計(jì)方案，可以用于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)操作，并且有助于維持安全性，性能和壽命。
這項(xiàng)專利的技術(shù)方案還同時(shí)在加拿大、歐洲專利局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織WIPO進(jìn)行了專利申請(qǐng)。
這項(xiàng)發(fā)明被聯(lián)合分配到密歇根大學(xué)，并得到了美國(guó)陸軍坦克汽車與裝備司令部的合同的支持。
美國(guó)陸軍正在測(cè)試的試驗(yàn)車輛由圓柱形鋰離子電池供電。電池以包裝和集裝箱的形式堆放，以防意外破裂。
汽車和工業(yè)機(jī)械公司也在電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車中使用電池組。
監(jiān)測(cè)電池的溫度對(duì)于保持最佳的功率輸出是必要的。
該專利指出：
鋰離子電池等電池是移動(dòng)電話，平板電腦和筆記本電腦，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV），插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（PHEV），電池電動(dòng)汽車（BEV），工業(yè)設(shè)備等電能的常用電源。
作為叉車和機(jī)器人，固定式發(fā)電機(jī)，如太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以及其他應(yīng)用。在這些類型的應(yīng)用中的鋰離子電池通常包括由許多單獨(dú)的電池單元組成的電池組，有時(shí)具有數(shù)百或數(shù)千個(gè)電池。
在使用期間，由于電池單元的內(nèi)部核心溫度升高，充電和放電性能以及電池的壽命可能明顯降低。
然而，過(guò)去的嘗試充滿了缺點(diǎn)，可能在很大程度上是不準(zhǔn)確的，不可靠的，在某些情況下是不切實(shí)際的。
在一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量電池單元的表面溫度并將其作為其核心溫度。但是這可能非常不準(zhǔn)確，因?yàn)楸砻婧秃诵闹g的溫度可能相差30°C。
在另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中，溫度傳感器安裝在電池單元的內(nèi)部核心內(nèi)部以在核心處進(jìn)行溫度測(cè)量。但是，這要能需要為數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)電池單元配置這樣的溫度傳感器，成本太高，不切實(shí)際。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，該專利提出如下解決方案：
估計(jì)電池溫度的改進(jìn)方法包括測(cè)量表面和冷卻液溫度，以及輸入數(shù)學(xué)公式的內(nèi)部電阻。
具體地，估計(jì)電池組中的電池單元的核心溫度的方法可包括如下步驟：
（1）接收一個(gè)或多個(gè)電池單元的表面溫度，接收一個(gè)或多個(gè)電池單元的電流，接收提供給電池組的冷卻劑的入口溫度，以及接收冷卻劑的速率。
（2）進(jìn)行估計(jì)，包括電池單元的電池集中內(nèi)部電阻，電池單元的芯和表面之間的電池集中傳導(dǎo)電阻，以及電池表面和冷卻劑之間的對(duì)流阻力。
（3）基于先前步驟的接收和估計(jì)值來(lái)估計(jì)電池單元的核心溫度。
