电动汽车动力电池全寿命周期交流加热策略研究

郑东滨; 李夔宁; 桑艳杰; 谢翌; 崔纳新

西安交通大学学报 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (2) : 11 -23.

郑东滨, 李夔宁, 桑艳杰, 谢翌, 崔纳新

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

针对电动汽车动力电池全寿命周期的低温安全问题，提出一种基于电热老化耦合模型的锂离子电池交流加热最佳策略。高精度电热老化耦合模型融合了二阶电阻-常相位元件等效电路模型、热特性模型和参数老化动态交互模型，并综合考虑了电池的电学动态特性、热行为及随老化过程变化的参数。通过引入避免电池析锂反应发生的析锂约束，并设置防止电池两端电压过高或过低的过压约束，形成双安全约束。在此基础上，计算出全寿命周期电池在不同温度区间对应的最优交流电频率和幅值，制定了内部产热率最大的最优交流加热策略。研究结果表明：全寿命周期电池的仿真与实验温度最大误差为0.29℃、电压最大误差为0.057 V;电池健康状态(SOH)分别为95.03%、89.97%、84.54%、80.14%的电池平均温升速率分别为2.70、 2.45、 2.36、 1.90℃/min;电池电压与温度的最大均方根误差分别为30.4 mV和0.31℃。电池经过500次循环加热后，电池SOH降低了2.2%。反映电池老化程度的容量增量(IC)曲线中IC峰值变化很小，循环加热前后电池IC曲线基本重合，从而验证了加热策略在电池全寿命周期的安全性、适用性及模型的有效性。该研究可为新能源汽车动力电池的低温加热技术提供技术支撑。