[發明專利]KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型及參數辨識方法

有效

• 申請號: 201710093349.8
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106872901B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 張承慧;商云龍;張奇;段彬;崔納新;周忠凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型，其特征是：包括表現電池非線性容量特性的KiBaM電化學模型和表現電池I-V特性的分數階等效電路模型兩部分，其中：

所述KiBaM電化學模型包括臨時容量與可獲得容量部分，所述的臨時容量部分表示放電時可直接獲得的電量，表示電池的荷電狀態；所述的可獲得容量部分表示不能直接獲取的電量，兩部分相連通，當電池放電時，負載電流從臨時容量部分流出，同時獲得容量部分的電量通過速率系數，利用臨時容量與可獲得容量部分的高度比、結合電池容量特性分數階階次的大小，表達電池的非線性容量效應和電池恢復效應；

所述分數階等效電路模型，包括SOC控制的受控電壓源和兩個相并聯的分數階濃差極化等效支路，SOC控制的受控電壓源的正極端與兩個相并聯支路的一端相連，負極端與電池模型的負極端相連，所述兩個相并聯的支路的另一端與電池模型的正極端相連；

所述的電池KiBaM模型和分數階等效電路通過充放電電流及SOC控制的受控電壓源建立聯系；所述的受控電壓源OCV隨KiBaM模型的SOC變化而變化，通過電池KiBaM模型考慮電池的恢復效應和比容量效應，描述電池的非線性容量效應及運行時間的內部特性，分數階變階RC等效電路模型描述電池的極化效應和濃差效應，描述電池的輸出I-V外部特性。

2.如權利要求1所述的一種KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型，其特征是：所述的臨時容量部分與可獲得容量部分之和為電池的總容量。

3.如權利要求1所述的一種KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型，其特征是：當電池完全放電結束后，臨時容量部分的高度為零。

4.如權利要求1所述的一種KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型，其特征是：所述的臨時容量記為y₁，表示放電時可直接獲得的電量，其高度記為h₁，表示電池的荷電狀態SOC；所述的可獲得容量記為y₂，表示不能直接獲取的電量，其高度記為h₂；并且，y1與y₂之和是電池的總容量；c代表兩部分之間電池容量的分配比例，且存在以下關系：

5.如權利要求1所述的一種KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型，其特征是：所述KiBaM電池模型部分，臨時容量y₁和可獲得容量y₂與代表電池荷電狀態SOC的h₁和h₂之間關系表示為：

式中，臨時容量記為y₁，表示放電時可直接獲得的電量，其高度記為h₁，表示電池的荷電狀態SOC；所述的可獲得容量記為y₂，表示不能直接獲取的電量，其高度記為h₂；并且，y₁與y₂之和是電池的總容量；c代表兩個部分之間電池容量的分配比例；k表示從臨時容量部分流到可獲得容量的速率系數。

6.如權利要求1所述的一種KiBaM-分數階等效電路綜合特征電池模型，其特征是：通過建立的KiBaM電池模型，獲取當前的電池總剩余容量y(t)、可用容量C_avail(t)、不可用容量C_unavail(t)和電池荷電狀態SOC，以捕獲電池運行時間和動力電池非線性容量內特征。