[发明专利]一种电池模型参数在线辨识的方法与系统

说明书

本发明提供了一种电池模型参数在线辨识的方法，属于电池模型参数辨识技术领域。本发明的一种电池模型参数在线辨识的方法，首先根据待测电池建立电池等效电路模型；然后当所述待测电池在放电过程中，放电电流降为0时，根据所述电池等效电路模型建立电池输出电压公式和电池端电压的时域响应模型；最后根据所述电池输出电压公式和所述电池端电压的时域响应模型得到待测电池模型参数。本发明利用电池放电降到0时的暂态片段，计算出电路模型中的待测电池模型参数，可以大大简化计算步骤，保证了在线监测的实时性和准确性。本发明还提供一种电池模型参数在线辨识的系统。

技术领域

本发明属于电池模型参数辨识技术领域，更具体地说，是涉及一种电池模型参数在线辨识的方法与系统。

背景技术

近年来，随着国家大规模新能源的建设，利用超大型电池组进行电力存储的储能电站作为智能电网的重要支撑技术，迎来了迅猛的发展。锂离子电池凭借其稳定性高、容量大、使用寿命长、绿色环保等显著优势，成为目前我国储能电站的主流电池技术。锂离子电池可以等效成一阶RC电路模型，等效电路的开路电压、欧姆电阻、极化电容、极化电阻是表征电池健康状态的关键参数。为了保障锂电池储能电站的安全运行，并进行有效的能量管理和状态评估，对储能电站的锂电池进行在线参数评估是十分必要的。

目前常用的电池模型主要通过在线或离线进行参数辨识，离线参数辨识是通过多次试验数据以端电压误差最小为目标进行曲线拟合，但实际使用时要插值获得当前状态的模型参数；在线参数辨识是利用电池运行中的数据对模型参数进行拟合。对于锂电池内阻的试验测试方法主要有：开路电压法、直流放电法和交流测试法。开路电压法是通过锂电池的电压来估算内阻，但在电池亏电的状态下，精度会显著降低；直流放电法是将电池注入一股比较大的恒定直流，测量电池两端的电压，利用此时的电压电流计算当前内阻；交流测试法是利用低频率的交变电流获得电池两端电压来计算内阻。

现有的等效电路模型以理想的电气元件描述电池的动态响应，恒压源表征电池的静态电压，RC网络表征电池的极化和迟滞等动态电池特性，参数辨识简单、模型计算量小、实时性好，广泛应用于各类电池管理系统和能量管理算法。但该模型参数辨识过程中缺少各参数的实际约束，使得辨识后的参数可能显著偏离实际，以致缺乏真正物理意义。

目前常用的离线参数辨识在实际计算中由于电池温度变化或同批电池参数差别明显时，识别参数的普适性显著下降，继而影响对电池运行状态的估计；在线参数辨识虽能在一定程度上解决上述问题，但其所需数据量大，计算复杂而过程繁琐，计算时间长，难以确保在线监测的快速性，且算法完善和修改也较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池模型参数在线辨识的方法与系统，旨在解决现有离线参数辨识方法计算出的电池模型参数精度低，且计算时间长的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电池模型参数在线辨识的方法，包括以下步骤：

步骤1：根据待测电池建立电池等效电路模型；

步骤2：当所述待测电池在放电过程中，放电电流降为0时，根据所述电池等效电路模型建立电池输出电压公式和电池端电压的时域响应模型；

步骤3：根据所述电池输出电压公式和所述电池端电压的时域响应模型得到待测电池模型参数。

优选的，所述电池等效电路模型为Thevenin一阶电路模型；所述电池输出电压公式为：

U₀＝U_ocv-I₀R_s-U_d0,t＝t₀