[发明专利]一种储能系统锂电池堆三维立体温度场重构方法

摘要

一种储能系统锂电池堆三维立体温度场重构方法，包括以下步骤：步骤1：以黑体炉标准热源建立温度与灰度映射模；步骤2：将电池堆红外轮廓按照可视范围内的三个表面进行区域分割；步骤3：将三个表面的红外区域进行网格划分，同时采用相同的网格划分规则将电池堆立体模型进行网格划分；步骤4：按照朗伯余弦定律对三个表面红外区域内的灰度进行校正，并根据温度与灰度映射模型映射得到表面网格的温度分布；步骤5：结合表明温度场的逐一迭代和电池堆内部温度采集点的辐射即可得到重构出的电池堆三维立体温度场。根据检测点的验证，本发明方法所重构的电池堆三维立体温度场误差小、实际可信度高。

主权项

一种储能系统锂电池堆三维立体温度场重构方法，其特征在于，所述重构方法包括步骤如下：1)温度值—灰度映射对红外图像采集设备进行温度标定，通过设定黑体炉不同的温度并采集黑体炉对应稳定温度下的红外图像，确定红外图像灰度值与被拍摄目标该像素对应位置的温度值的映射关系，建立温度值—灰度映射模型T＝f(G)；2)电池堆红外轮廓提取电池堆的红外图像与可见光图像同时采集，结合可见光图像中电池堆清晰的轮廓提取电池堆红外轮廓，将电池堆红外立体轮廓按照可见的三个表面m、n、l进行区域分割，得到电池堆三个表面的温度场分布情况；3)表面网格划分与立体网格划分根据电池堆实际的物理尺寸按照比例建立电池堆模型，将红外图像中得到的电池堆三个表面温度场进行网格划分，得到三个表面网格单元二维矩阵m(k,i)、n(k,j)、l(i,j)；同样的，将电池堆三维立体模型按照相同的表面网格划分规则即相同的网格间距进行网格划分，立体网格单元构成三维矩阵V(i,j,k)；4)表面网格灰度值矫正与温度映射首先将每个表面网格区域内的像素灰度取平均值，并赋予对应的表面网格单元；接着根据辐射理论朗伯余弦定律，对每个表明网格单元的灰度值进行朗伯余弦矫正；接着按照步骤1)建立的温度—灰度模型T＝f(G)，映射得到每个表面网格单元的温度值，此时映射得到的二维矩阵M(k,i)、N(k,j)、L(i,j)代表了量化后的电池堆表面温度场；5)立体温度场重构首先根据二维矩阵M(k,i)、N(k,j)、L(i,j)所构成的电池堆表面温度场迭代计算得到电池堆三维立体温度场分量VT1(i,j,k)；接着将电池堆内部R个采集点的温度向周围扩散，得到电池堆三维立体温度场分量VT2(i,j,k)，重构的电池堆三维立体温度场V(i,j,k)由以上两个分量叠加构成；最后，电池堆内部铺设的第R+1个采集点的温度用于验证重构的电池堆三维立体温度场。