[发明专利]一种动力电池模型及其参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种动力电池模型及其参数辨识方法，动力电池模型，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；依据此模型进行HPPC试验，根据实验获得的电压和电流数据，利用曲线拟合方法对模型参数进行辨识，辨识方法简单易行，避免了复杂的数学运算。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体为动力电池的等效电路模型及模型的参数辨识。

背景技术

近年来，新能源汽车产业飞速发展。车辆的研发过程中，对零部件的性能测试也提出更高的要求。动力总成测试台架使用电池模拟器作为能量来源，模拟器中电池模型的精度对续驶里程、功率等测试有很大影响。

HIL(Hardware in the loop,硬件在环)通过模型实现对现代汽车电子控制系统的功能测试，在电动汽车整车模型中，动力电池模型是最为关键重要的部分，模型精度、适用度对HIL系统测试结果起决定作用。而现有电池模型还达不到HIL测试的精度要求。

在现有技术中，对动力电池模型参数进行辨识时，需要进行复杂的矩阵运算，或使用迭代、最小二乘法等方法计算，过程复杂，运算量大。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种基于电池的动态特性及工作原理的动力电池模型。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种动力电池模型，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。

作为一种优选的技术方案，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。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种运算量小的动力电池模型参数辨识方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种动力电池模型参数辨识方法，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