[发明专利]考虑热效应影响的锂离子电池峰值功率预测方法

说明书

考虑热效应影响的锂离子电池峰值功率预测方法，涉及动力电池系统技术领域。本发明是为了解决现有利用电化学模型得到的峰值功率不准确的问题。建立锂离子电池的简化电化学模型；对锂离子电池的简化电化学模型进行参数辨识，得到辨识参数；获得锂离子电池内部变量；得到锂离子电池单体的端电压、不同时刻的电池内部温度和最大放电倍率；在初始放电倍率和最大放电倍率之间，分别找到3个临界放电倍率，从找到的3个临界放电倍率中选出最小值，并结合不同时刻锂离子电池单体的端电压平均值，得到锂离子电池峰值功率。它用于获得电池峰值功率，从而保护电池寿命。

技术领域

本发明涉及一种考虑热效应影响的基于简化电化学模型的锂离子电池峰值功率预测方法。属于动力电池系统技术领域。

背景技术

电动汽车的峰值功率直接影响了加速爬坡性能以及回馈制动能量回收能力。峰值功率过低，电池所提供的能量将无法满足需要，并且电池峰值功率对提高电池使用的可靠性、安全性和使用寿命具有重要意义。鉴于峰值功率的不可直接测量特性，对其进行准确预测就显得尤为必要。

目前，对动力电池峰值功率的预测过程中大多采用将电池荷电状态(State ofcharge,SOC)、末端放电电压作为约束，利用等效电路模型进行峰值电流预测的手段，进而实现峰值功率预测。但实际上，由于等效电路模型在大倍率放电条件下的电池端电压仿真结果存在一定的误差，从而导致预测电流值不够精准。相较于等效电路模型，电化学模型能够更精准地反映电池在充放电过程中内外部状态的变化情况，将其用于峰值功率估计更具优势。由于电池在大倍率条件下产热明显，在进行电池内外部状态仿真时，需要考虑电池温度的变化对其输出特性的影响，因此，在估计峰值功率时，既要考虑电池的电学特性，同时也要考虑热行为变化对电学特性的影响。因此，现有没有考虑电池温度的变化对其输出特性的影响，得到的峰值功率不准确，温度会影响电池寿命的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有利用电化学模型得到的峰值功率不准确的问题。现提供考虑热效应影响的锂离子电池峰值功率预测方法。

考虑热效应影响的锂离子电池峰值功率预测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、根据检测到的锂离子电池充放电过程中的电流、端电压和电池内部温度，建立锂离子电池的简化电化学模型；

步骤2、对锂离子电池的简化电化学模型进行参数辨识，得到辨识参数；

步骤3、根据辨识参数，获得锂离子电池内部变量；

步骤4、根据设定放电时间长度和锂离子电池内部变量，得到锂离子电池单体的端电压、不同时刻的电池内部温度和最大放电倍率；

步骤5、在初始放电倍率和最大放电倍率之间，分别找到满足在设定放电时间长度中最后时刻下的电池端电压小于2情况下的临界放电倍率、设定放电时间中最后一个时刻与初始时刻的电池内部温度的变化量大于2℃情况下的临界放电倍率和温度变化速率大于1℃/min的临界放电倍率，从找到的3个临界放电倍率中选出最小值，并结合不同时刻锂离子电池单体的端电压平均值，得到锂离子电池峰值功率。

优选地，其特征在于，步骤1中，锂离子电池的简化电化学模型为：