双向脉冲电流（BPC）加热是一种有效的锂离子电池内部加热方法。然而，目前的研究主要集中于对称BPC对电池发热的影响，而忽略了不同BPC参数的影响。为了弥补这一不足，本文研究了不同BPC参数对电池产热的影响。首先，在不同温度和激励幅值下对20% SOC的锂离子电池进行的电化学阻抗谱(EIS)测试，构建了电池的电热耦合模型。模型的验证结果表明，电压和温度的绝对误差分别小于50 mV和1.2 ℃。

  随后，在不同的端电压约束、温度和频率下，研究了BPC参数对电池产热的影响。研究结果表明，对称BPC并不总是对应电池的最大产热功率。在一个周期中，与最大产热功率对应的充电时间和放电时间的比例随充电和放电截止电压的不同而变化。此外，这些变化还因频率和温度而异。当端电压限制在3 V和4.2 V之间时，最大热功率对应的一个周期内放电时间的占比为0.55。

一、技术原理与背景

  低温环境下锂离子电池性能严重衰退，内部交流加热（纹波加热）技术通过施加特定频率和幅值的交流激励，利用电池内部欧姆阻抗产生焦耳热实现自加热。其中双向脉冲电流（BPC）加热作为一种有效的内部加热方法，通过周期性充放电使电池快速升温。

二、关键参数对产热的影响规律

1、频率特性：

  产热趋势：在相同电压约束下，最大加热功率随频率增加而持续增长。例如在-5°C、100Hz条件下，加热功率显著高于低频情况。老化影响：低频方波（<10Hz）会加速电池老化；而高频（>100Hz）下电池容量衰减速率与日历老化相当，影响较小。高频时电荷转移和扩散过程被绕过，可避免锂金属沉积。

2、充放电时间比（Rpulse）：

  最优比例：当电池SOC为20%时，放电时间与充电时间之比Rpulse=0.55（而非对称的0.5）对应最大产热功率。这是因为充放电过程中的电流幅值和时间比例的综合影响所致。约束条件：在充放电截止电压分别为4.2V和3V时，最大热功率对应的Rpulse值主要为0.55，仅在0.5Hz、5-10°C时为0.5。

3、电流幅值：

  幅值效应：加热功率随电流幅值增大而显著增加。大振幅（如5C）能显著提高温升速率，但会造成更大的温差和SOC损失。电压约束：实际幅值受端电压限制。在相同Rpulse下，放电截止电压越低或充电截止电压越高，所需的电流幅值越大，产热也越多。

4、电压边界约束：

  双重约束，实际加热功率由充电和放电截止电压中限制更严格的一方决定。两条约束曲线的交点即为端电压限制下的最大加热功率点，参数调整，当放电截止电压升高时，交点向较大Rpulse移动；充电截止电压降低时，交点向较小Rpulse移动。

三、边界条件的影响

1、温度效应：在给定频率下，最大加热功率随温度升高而增大，但低温下电池内阻更大，产热效率反而更高。

2、SOC影响：不同SOC状态下最优参数不同，OC为20%时Rpulse=0.55最优，该比例会随SOC变化而改变。