[發明專利]一種動力電池組極限功率的模型反推動態算法

有效

• 申請號: 201310297186.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104298793B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 王勇
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向電動汽車有限公司;萬向集團公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種動力電池組極限功率的模型反推動態算法，用于通過數學模型推算電池的電動勢，進而計算出極限功率值，其特征在于包括下述步驟：

A)采用電池的Thevenin等效電路建立某時刻單體電池的極化電壓模型Up(t)＝Up(t-dt)×exp(-dt/τ)+I(t)×Rp(t)×(1-exp(-dt/τ))和單體電池的端電壓模型U(t)＝EMF(t)-H(t)-Up(t)-R(t)×I(t)，其中，Up(t)是極化電壓，Rp(t)是極化內阻，I(t)是電池的負載電流，R(t)是電池直流電阻，τ是極化時間常數，τ＝Rp×C，EMF(t)是電池的電動勢，U(t)是電池的端電壓，H(t)是遲滯電壓；

B)根據HPPC實驗測試計算出電池直流電阻R，根據所述極化電壓模型擬合極化參數Rp和τ，并通過電池的荷電狀態與溫度建立對應關系；

C)由當前采樣的電壓值U(t)和電流I(t)，根據電池的端電壓模型U(t)＝EMF(t)-H(t)-Up(t)-R(t)×I(t)反推算出當前的EMF(t)，在放電時EMFmin(t)＝Vmin(t)+Up(t)+R(t)×I(t)+H(t)，充電時EMFmax(t)＝Vmax(t)+Up(t)+R(t)×I(t)+H(t)，其中，Vmax(t)是實時采樣的單體電池的最高電壓，Vmin(t)是實時采樣的單體電池的最低電壓；

D)根據當前的極化電壓和極化電壓模型計算脈沖時間后的極化電壓Up(t+dt)；

E)根據EMF(t)、極化電壓Up(t+dt)和預知達到的規格電壓V_MIN和V_MAX推算放電極限電流和充電極限電流

Imaxdis=V min(t)+Up(t)+H(t)+R(t)×I(t)-H(t+dt)-Up(t)×exp(-dtτ)-VMINRp(t)×(1-exp(-dtτ)+R(t)]]>

同理我們可以得出充電電流值：

Imaxchg=V max(t)+Up(t)+H(t)+R(t)×I(t)-H(t+dt)-Up(t)×exp(-dtτ)-VMAXRp(t)×(1-exp(-dtτ)+R(t)]]>

其中，V_MIN是單體電池規格最低電壓，V_MAX是單體電池規格最高電壓；

F)將極限電流值和與系統設計要求值Imax比較，選擇較小的電流代入計算式，

放電時，如果則值設定為Imax，此時U_dis(t+dt)>V_MIN，則

Udis(t+dt)=Vmin(t)+H(t)+Up(t)+R(t)+I(t)-H(t+dt)+Up(t)×exp(-dt/τ)+Imaxdis×Rp(t)×(1-exp(-dt/)τ))-Imaxdis×R(t)]]>

如果U_dis(t+dt)＝V_MIN

同理，充電時，如果則值設定為I_max，

Uchg(t+dt)=Vmax(t)+H(t)+Up(t)+R(t)×I(t)-H(t+dt)+Up(t)×exp(-dt/τ)+Imaxchg×Rp(t)×(1-exp(-dt/τ)))-Imaxchg×R(t)]]>

如果U_chg(t+dt)＝VMAX；

G)再利用推算好的極限電流和及Udis(t+dt)和Uchg(t+dt)計算放電極限功率和充電極限功率

Pmaxdis=Ns×Np*Udis(t+dt)×Imaxdis]]>

Pmaxchg=Ns×Np*Uchg(t+dt)×Imaxchg]]>

其中，Ns是電池組串數，Np是電池組并數。