[发明专利]一种锂离子电池电化学模型参数获取方法

说明书

一种锂离子电池电化学模型参数获取方法，涉及新能源研究领域。本发明是为了解决现有的需要借助电化学测量方法或智能算法获取机理模型参数，不具备快速、无损获取参数的能力的问题。步骤一、建立锂离子电池电化学简化机理模型；步骤二、对锂离子电池施加参数辨识工况，使锂离子电池充放电，得到锂离子电池在充放电情况下的电压数据和电流数据；步骤三、根据所述的锂离子电池电化学简化机理模型及锂离子电池在充放电情况下的电压数据和电流数据，获得锂离子电池电化学模型参数。它用于获取锂离子电池电化学模型参数。

技术领域

本发明涉及锂离子电池简化机理模型及其参数获取方法，特别涉及一种单体锂离子电池准确、高效的模型参数获取方法，属于新能源研究领域。

背景技术

锂离子电池的突出特点是电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、绿色环保，是大型设备或系统的主要储能器件。电池的安全性、可靠性和经济性这三个方面的性能制约了其进一步推广使用。从应用层面角度讲，电池管理系统对充分发挥电池性能具有至关重要的意义。

锂离子电池机理模型能够准确描述电池内部复杂的物理、化学过程，具有对任意负载电流激励下电池响应的仿真估计能力。但模型通常具有复杂的形式，计算耗时，并且需要借助电化学测量方法或智能算法获取机理模型参数，不具备快速、无损获取参数的能力。目前，机理模型主要用于电池的设计和改进，鲜见用于电池管理系统中。

发明内容

本发明是为了解决现有的需要借助电化学测量方法或智能算法获取机理模型参数，不具备快速、无损获取参数的能力的问题。现提供一种锂离子电池电化学模型参数获取方法。

一种锂离子电池电化学模型参数获取方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、建立锂离子电池电化学简化机理模型；

步骤二、对锂离子电池施加参数辨识工况，使锂离子电池充放电，得到锂离子电池在充放电情况下的电压数据和电流数据；

步骤三、根据所述的锂离子电池电化学简化机理模型及锂离子电池在充放电情况下的电压数据和电流数据，获得锂离子电池电化学模型参数。

本发明的有益效果为：

除电解液锂离子浓度初值、质量、电池有效散热面积可通过厂商或直接测量得到外，其他参数均需要估计。在电池电化学简化机理模型中得知，考虑到电池基本工作过程、固相液相扩散、反应极化、欧姆极化几个过程都具有自身的特点，机理模型中参数都有实际的物理意义，并且都有相应的表达式。所以，可以在不拆解电池的情况下，根据电池内部模型参数与电池外特性的函数关系，对电池施加不同的激励，获取相应的机理参数。参数辨识工况和电池端电压实测结果如附图2、3所示。采用本申请的方法能够准确、高效的获取模型参数。本申请的参数获取方法不仅具有对任意负载电流激励下，较好电池响应的仿真估计能力，而且大大提高了模型参数的获取效率。因为模型形式简单，参数获取相对容易和高效，使得机理模型在电池管理系统中应用成为可能。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种锂离子电池电化学模型参数获取方法的流程图；

图2为对锂离子电池施加的参数辨识工况；

图3为辨识工况下电池端电压响应曲线图；

图4为开路电势曲线拟合效果图；

图5为反应极化过电势仿真结果图；

图6为固液相扩散稳态阶段示意图；

图7为端电压突变响应示意图；

图8为扩散过程稳态点示意图；

图9为不同倍率恒流充放电电池端电压仿真结果图；

图10为标准动态工况下电池端电压仿真结果图。