ƯỚC LƯỢNG NHIỆT ĐỘ CHO CELL PIN LITHIUM-ION  SỬ DỤNG MÔ HÌNH ARX

Ngô Phương Thanh; Nguyễn Vĩnh Thụy

doi:10.34238/tnu-jst.14311

ƯỚC LƯỢNG NHIỆT ĐỘ CHO CELL PIN LITHIUM-ION SỬ DỤNG MÔ HÌNH ARX

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/12/25 Ngày hoàn thiện: 12/02/26 Ngày đăng: 24/02/26

Các tác giả

1. Ngô Phương Thanh, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên
2. Nguyễn Vĩnh Thụy , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Việc theo dõi và kiểm soát nhiệt độ của cell pin Lithium-Ion là rất quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ pin, đặc biệt trong các ứng dụng công suất cao như xe điện hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên, do những hạn chế của hệ thống đo lường trực tiếp, việc ước lượng trạng thái nhiệt (SoT) từ các tín hiệu bên ngoài trở thành một thách thức thực tiễn. Nghiên cứu này đề xuất sử dụng mô hình tuyến tính ARX (AutoRegressive with eXogenous input) để mô tả và ước lượng trạng thái nhiệt độ của cell pin dựa trên tín hiệu công suất tiêu tán bên trong. Mô hình được huấn luyện và kiểm chứng trên dữ liệu thực nghiệm thu thập từ cell Samsung 18650-25R 2500mAh tại nhiều mức nhiệt độ môi trường khác nhau. Kết quả cho thấy mô hình ARX có khả năng ước lượng nhiệt độ với sai số thấp và độ ổn định cao, phù hợp để triển khai trong hệ thống quản lý pin (BMS).

Từ khóa

Pin Lithium-Ion; Trạng thái nhiệt (SoT); Mô hình ARX; Ước lượng trạng thái; Quản lý nhiệt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] H. Bajolle, M. Lagadic, and N. Louvet, "The future of lithium-ion batteries: Exploring expert conceptions, market trends, and price scenarios," Energy Research & Social Science, vol. 93, 2022, Art. no. 102850.

[2] K. Smith and C.-Y. Wang, "Power and thermal characterization of a lithium-ion battery pack for hybrid-electric vehicles," Journal of Power Sources, vol. 160, no. 1, pp. 662-673, 2006.

[3] F. Degen et al., "Energy consumption of current and future production of lithium-ion and post lithium-ion battery cells," Nature Energy, vol. 8, no. 11, pp. 1284-1295, 2023.

[4] S. Yang, C. Deng, Y. Zhang, and Y. He, "State of Charge Estimation for Lithium-Ion Battery with a Temperature-Compensated Model," Energies, vol. 10, no. 10, 2017, Art. no. 1560,doi: 10.3390/en10101560.

[5] S. Huang, K. Tseng, J. Liang, C. Chang, and M. G. Pecht, "An Online SOC and SOH Estimation Model for Lithium-Ion Batteries," Energies, vol. 10, no. 4, 2017, Art. no. 512, doi: 10.3390/en10040512.

[6] S. Barcellona, S. Colnago, P. Montrasio, and L. Piegari, "Integrated Electro-Thermal Model for Li-Ion Battery Packs," Electronics, vol. 11, no. 10, 2022, Art. no. 1537, doi: 10.3390/electronics11101537.

[7] P. Van den Bossche, N. Omar, M A. Sakka, et al., “The challenge of phev battery design and the opportunities of electrothermal modeling,” Lithium-Ion Batteries, vol. 2014, pp. 249–271, 2014.

[8] J. Newman and C. R. Pals, “Thermal Modeling of the Lithium/Polymer Battery I. Discharge Behavior of a Single Cell,” Journal of the Electrochemical Society, vol. 142, no. 10, pp. 3274-3281, 1995.

[9] C. R. Pals and J. Newman, “Thermal Modeling of the Lithium/Polymer Battery II. Temperature Profiles in a Cell Stack,” Journal of the Electrochemical Society, vol. 142, no.10, pp.3282-3288, 1995.

[10] W. B. Gu and C. Y. Wang, “Thermal-Electrochemical Modeling of Battery Systems,” J. Electrochem. Soc., vol. 147, pp. 2910–2922, 2000.

[11] K. Kumaresan, G. Sikha, and R. E. White, “Thermal Model for a Li-Ion Cell,” J. Electrochem. Soc., vol. 155, pp. A164–A171, 2008.

[12] Y. Ye, Y. Shi, N. Cai, J. Lee, and X. He, “Electro-thermal modeling and experimental validation for lithium ion battery,” Journal of Power Sources, vol. 199, pp. 227-238, 2012, doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.02.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14311

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ