[发明专利]锂离子电池参数及开路电压辨识方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种锂离子电池参数及开路电压辨识方法、系统及介质，包括：通过传感器感知电池的量测数据，根据量测数据建立戴维南电池等效电路模型，得到端电压方程；对相邻时刻端电压方程做差，得到不包含开路电压的参数辨识递推式，对传递函数进行双线性变换，得到包含开路电压的参数辨识递推式；基于不包含开路电压的参数辨识递推式进行参数辨识，得到电池的参数辨识值；基于电池的参数辨识值，代入包含开路电压的参数辨识递推式，递推最小二乘法进行开路电压辨识。本申请利用双重带遗忘因子递推最小二乘法对锂离子电池的参数和开路电压分别进行辨识，具有较好的实效性和数值稳定性，解决了传统辨识方法数值发散的问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池状态预测技术领域，具体地，涉及一种锂离子电池参数及开路电压辨识方法系统及介质，更为具体地，涉及一种基于双重带遗忘因子递推最小二乘法的锂离子电池参数及开路电压辨识方法及系统。

背景技术

锂离子电池具有高功率密度、高能量密度、长循环寿命和低循环成本，被广泛利用于电动汽车、储能等领域中。在锂离子电池的长期工作过程中，需要对其进行建模评估，以防止过充、过放、过热等风险。在常用的模型中，戴维南模型具有准确性和复杂性的最佳折中。目前的戴维南电池模型参数通常采用递推最小二乘法及其衍生方法，结合基于传递函数等方法获取的递推式进行辨识。电池在其工作过程中参数应该保持稳定，但是传统的辨识方法存在参数发散的情况，进而导致OCV的辨识也无法获取稳定的数值。

专利文献CN112180259A(申请号：CN202010852093.6)公开了一种基于遗传算法的锂离子电池参数拟合方法，包括如下步骤：对锂离子电池进行建模；对锂离子电池进行HPPC测试；利用遗传算法设计目标函数，并通过设置起始点和终止点的权重因子以在初始阶段和稳定阶段获得良好的拟合效果；采用基于遗传算法的参数拟合方法对实验数据进行拟合；根据所得拟合曲线对锂离子电池进行参数辨识。但此发明进行单独的混合脉冲功率特性(HPPC,Hybrid PulsePower Characteristic) 测试，利用此测试在不同荷电状态(SOC,State of Charge)得到的测试数据进行计算得到参数。这类离线辨识参数的方法缺陷在于需要单独进行实验，并且无法获取所有SOC对应的参数值，若采用查表法或拟合法建立参数与SOC之间的关系会引入误差，另外此方法也不具备所有SOC对用的开路电压值获取。

专利文献CN110208707A(申请号：CN201910517156.X)公开了一种基于等效电路模型的锂离子电池参数估算方法，建立待测锂离子电池的等效电路模型-利用待测电池在不同温度不同倍率下的HPPC实验数据，辨识等效电路模型的参数ψ-利用电池电压的计算公式，根据等效电路模型参数ψ的查询表计算不同温度、不同荷电状态下待测电池的所需参数。但此发明进行单独的混合脉冲功率特性(HPPC,Hybrid PulsePower Characteristic)测试，利用此测试在不同荷电状态(SOC,State of Charge)得到的测试数据进行计算得到参数。这类离线辨识参数的方法缺陷在于需要单独进行实验，并且无法获取所有SOC对应的参数值，若采用查表法或拟合法建立参数与SOC之间的关系会引入误差，另外此方法也不具备所有SOC对用的开路电压值获取。

在论文A novel approach to reconstruct open circuit voltage for stateof charge estimation of lithium ion batteries in electric vehicles中使用基于传递函数推导的参数辨识递推式进行参数辨识，虽然可以实时在线辨识到参数、开路电压，但与本发明中图5(a)一样，其开路电压值在辨识过程中出现数值发散情况，此论文提出了一种开路电压的重构方法来进行数值发散的抑制。虽然此方法可以获取相对稳定的开路电压辨识值，但此重构方法无疑增加了后期的工作量。相比之下，本发明可以实现参数和开路电压的实时在线稳定辨识。