A Estimativa da Distribuição de Temperatura em Células de Bateria Cilíndricas sob Condições de Resfriamento Desconhecidas

A estimativa da temperatura dentro de uma célula de bateria requer informações precisas sobre as condições de resfriamento, mesmo quando a temperatura da superfície da bateria é medida. Este artigo apresenta uma abordagem baseada em modelo para estimar a distribuição de temperatura dentro de uma bateria cilíndrica sob condições de resfriamento convectivo desconhecidas. Um modelo térmico de ordem reduzida utilizando uma aproximação polinomial do perfil de temperatura dentro da bateria é empregado. Um filtro de Kalman duplo (DKF), uma combinação de um filtro de Kalman e um filtro de Kalman estendido, é então aplicado para a identificação do coeficiente de convecção e a estimativa da temperatura do núcleo da bateria. As propriedades térmicas são modeladas por valores agregados medidos sob a suposição de um volume homogêneo e isotrópico. O modelo é parametrizado e validado usando dados experimentais de uma célula de bateria de lítio-fosfato de ferro 26650 de 2,3 Ah com resfriamento convetivo por ar forçado durante os ciclos de condução de um veículo elétrico híbrido. Resultados experimentais mostram que o método de estimativa baseado no DKF proposto pode fornecer uma previsão precisa da temperatura do núcleo sob condições de resfriamento desconhecidas, medindo a corrente e a voltagem da bateria junto com as temperaturas da superfície e do ambiente.