[发明专利]一种基于复合式工况的锂电池参数辨识方法

说明书

一种基于复合式工况的锂电池参数辨识方法，属于电池管理技术领域。复合式工况由N组循环组成，每组循环包括一个快速变化的充放电阶段，一个恒流放电阶段，一个静置阶段。在任意循环的静置阶段，根据电池端电压与时间关系可以估算出τ₂；在任意循环的恒流放电阶段，根据欧姆定律，可以计算出R₀、R₁、R₂三个内阻的和；对于SOC＝100％开始的第一个循环，利用下一个循环参数R₂，C₂代替，而不会引入过多误差；N组循环辨识出对应组数的电池模型数据，通过“查表+线性插值”的方法构造全SOC范围的电池模型。根据总容量求出每次恒流放电工况后电池对应的SOC，记录各SOC下的开路电压，拟合出完整的SOC‑OCV曲线。优点：充分考虑不同工况下的参数辨识具有更强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，特别是一种基于复合式工况的锂电池参数辨识方法。

背景技术

电动汽车近年来飞速发展，围绕着锂离子电池的研究不断深入，其中SOC评估算法是研究的热门领域之一，而精确的电池模型对于SOC估算具有重要的意义。目前电池模型主要为电化学模型以及等效电路模型。等效电路模型利用电路网络来等效锂电池的一些外特性，由于其结构简单，便于计算，参数意义明确，因此被广泛地应用于电池管理系统之中，在阻抗分析，SOC估算等方面发挥着重要作用，常用的等效电路模型主要有Rint模型、Thevenin模型以及PNGV模型。Thevenin模型为代表的等效电路模型是目前应用最广泛的一种电池模型。在辨识多阶模型参数时，使用单一工况通常无法获取全面而准确的参数值，建立的电池模型使用范围存在较大的局限性，难以适用于其他不同的工况。但是若要使用多种不同工况去辨识参数，则需要大量的时间，难以实现电动汽车电池模型的在线更新。

发明内容

本发明的目的是要提供一种基于复合式工况的锂电池参数辨识方法，解决现有技术在辨识多阶模型参数时，使用单一工况无法获取全面、准确参数值的问题。

本发明的目的是这样实现的：本发明包括一种锂电池复合式工况，以及基于复合式工况的锂电池参数辨识方法。

本发明涉及的锂电池复合式工况：包括若干组循环阶段，每一组循环阶段包括一个快速变化的充放电阶段，一个恒流放电阶段，一个电压静置阶段；所述的快速变化充放电阶段保证充电电量与放电电量互补，整个过程中电池SOC与电动势U_oc未改变；所述的恒流放电阶段的每次放电量约为电池总容量的循环次数分之1，放电电流约为1/3C；所述的电压静置阶段时间至少为1h，使电池达到电化学以及热平衡状态；多个循环阶段组成复合式工况，整个工况从SOC＝100％开始，直至在恒流放电工况下电池达到放电截止电压停止。

所述的快速变化充放电阶段包括若干组充放电脉冲，充放电脉冲电流至少为电池总容量的1/3C，最大电流不超过使用电池的最大放电电流。

整个工况由N组循环组成，每组循环包括一个快速变化的充放电阶段，一个恒流放电阶段，还有电压恢复阶段；快速变化的充放电阶段是电流剧烈变化的过程，恒流放电阶段是电流在较长时间内保持不变的过程；这样一种复合式工况有较强的代表性，这样辨识出的电池模型会同时拥有较好的动态特性与静态特性。

每一个循环中的快速变化的充放电阶段目的是用于参数辨识，其中充电电量与放电电量互补，可认为整个过程中电池SOC与电动势Uoc未改变，该阶段主要为了获取电池模型中的各个参数；快速变化的充放电阶段之后是一个恒流放电工况，每次放电量约为总容量的1/N，放电电流约为1/3C；恒流放电工况之后是电池静置过程，时间至少1h，使电池达到电化学以及热平衡状态，从而获取电池此时的开路电压；以上三个阶段组成一组工况循环，使电池循环测试，直至在恒流放电工况下电池达到放电截止电压。上述过程中的总容量是根据行业标准测试的，根据总容量求出每次恒流放电工况后电池对应的SOC，记录各SOC下的开路电压，拟合出完整的SOC-OCV曲线。