[发明专利]一种动力电池模型及其参数辨识方法

权利要求书

1.一种动力电池模型，其特征在于，包括电池电动势E，所述电池电动势E的正极与电池模型的正极输出端之间依次串联有储能电容C_b和欧姆内阻R₀，所述电池电动势E的负极与电池模型的负极输出端之间依次串联有第一RC极化回路和第二RC极化回路，所述第一RC极化回路包括并联的极化电阻R_P1和极化电容C_P1，所述第二RC极化回路包括并联的极化电阻R_P2和极化电容C_P2。

2.如权利要求1所述的动力电池模型，其特征在于，所述电池两端的工作电压U建立状态方程为：U＝E-U_b-IR₀-U_p1-U_p2，其中，U_b为储能电容C_b的电压，U_p1、U_p2分别为所述第一RC极化回路和所述第二RC极化回路的电压，I为电池环路的电流。

3.基于权利要求1所述的一种动力电池模型参数辨识方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，在不同的电池SOC条件下，对模拟动力电池进行混合脉冲功率特性试验(HPPC)，获得电池的脉冲特性曲线，HPPC试验步骤为：1C电流放电10s→静置40s→1C电流充电10s→静置40s；记录充放电过程中的电压、电流变化；

步骤二，根据所测得的HPPC试验数据，绘制电压、电流随时间的响应曲线；

步骤三，电池电动势E辨识，记录电池放电结束后40s的电压值u₂及充电结束后40s的电压值u₄，取二者的平均值，即为对应电池SOC时的电池电动势E，

步骤四，储能电容C_b辨识，t₀到t₁时刻为恒流放电，t₁到t₂时刻搁置，电流为0，则

步骤五，欧姆内阻R₀辨识，

步骤六，极化电阻R_p1、R_p2辨识，在t₁到t₂时间段，放电结束，电路中没有电流流过，电池端电压U在极化电容的作用下近似指数增长，第一RC极化回路和第二RC极化回路的时间常数τ₁、τ₂，根据电路原理：τ₁＝R_p1×C_p1，τ₂＝R_p2×C_p2；电池端电压U方程表述为：U_p1(0)、U_p2(0)分别是极化电容上的初始电压值，将t₁到t₂段电压随时间变化数据导入Matlab，利用曲线拟合工具Curve fitting tool以上式作为目标方程式，横坐标为时间，纵坐标为电压，进行方程参数拟合，调整参数，使拟合效果最优，得到U_p1(0)、U_p2(0)及时间常数τ₁、τ₂；

在放电结束后，电压在剧烈上升后，出现电压缓慢上升的现象，主要是由电池的极化效应引起的，RC回路两端的电压U_p1、U_p2：计算得到R_p1、R_p2；

步骤七，极化电容C_p1、C_p2辨识，根据τ₁＝R_p1×C_p1，τ₂＝R_p2×C_p2，得到C_p1、C_p2。

步骤八，根据以上步骤，进行不同温度、不同电池SOC下的模型参数辨识，形成电池模型参数数据库，得到电池模型参数。

4.如权利要求3所述的动力电池模型参数辨识方法，其特征在于，在所述步骤一中，按照电池SOC每次间隔10％做一次混合脉冲功率特性试验，即选择SOC为90％～10％范围内间隔10％进行九次HPPC试验，不同电池SOC的HPPC试验之间需静置1h以上，记录充放电过程中的电压、电流变化。