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武汉大学学报(理学版)2025年第06期:基于MOSFET热量回收的动力电池低温预热方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郑合心;苗晨旭;梁涛;毛路;

单位:国家电投集团山南电力有限公司;山东电力工程咨询院有限公司;山东大学控制科学与工程学院;

摘要:动力电池的性能在低温环境会急剧下降,不仅会降低续航能力,还严重影响电池的寿命。提出一种基于金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)热量回收的动力电池低温预热方法,通过动态调节MOSFET的驱动电压,控制电池组放电实现内部加热,再以空气对流的方式对电池进行外部加热,实现电池组的内外联合低温预热。同时,建立电-热耦合模型,使用减法平均优化器对低温预热策略进行优化,并搭建针对12节锂离子电池的低温预热实验平台进行实验验证。仿真实验结果表明,该方案将电池从-20℃加热至0℃仅需124 s,温升速率9.68℃/min,较未优化方案,时间缩短10.8%,同时能量损耗降低10.3%,实现了加热时间和能量损耗的综合最优。

关键词:锂离子电池;;动力电池;;低温预热;;减法平均优化器

基金资助:山东省自然科学基金(ZR2021JQ25)