[發(fā)明專利]一種磷酸鐵鋰電池LOC模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710352783.3
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107255786B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉學鵬;周勤玲;趙冬梅
• 申請（專利權）人: 中山職業(yè)技術學院
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/392
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 肖軍

1.一種磷酸鐵鋰電池LOC模型，其特征在于，其包括電池LOC算法模型、等效電路模型、電池容量數學模型和有效SOC系數模型，所述電池LOC算法模型為：

LOC＝C_t×K_EV×S/R_D (1)

其中，LOC是單體電池單次循環(huán)壽命，C_t是電池額定容量，K_EV是有效SOC系數，S是電池的SOC值，R_D是電池的放電倍率，所述等效電路模型包括電池的極化內阻、電池的極化電容、電池的歐姆內阻、電池端電壓和電壓源，所述電池的極化內阻和所述電池的極化電容并聯構成RC電路，所述RC電路通過串聯所述電池的歐姆內阻與所述電壓源的正極連接，所述電池端電壓的正極與所述RC電路連接，所述電池端電壓的負極與所述電壓源的負極連接；根據所述等效電路模型建立相應的數學模型：

其中，S表示電池的SOC值，V_S是等效電路模型中電池的極化電壓，R_S是電池的極化內阻，C_S是電池的極化電容，i是電池充放電電流，V是電池端電壓，V_OC(S)是電池在S處的開路電壓，R_i是電池的歐姆內阻；

由于電池的開路電壓V_OC與電池的SOC值之間存在固定關系，建立電池的開路電壓V_OC與電池的SOC的擬合方程：

V_OC(S)＝a+a₁S+a₂S²+a₃S³ (3)

其中，a值的取值范圍為3.45—3.55，a₁值的取值范圍為0.025—0.030，a₂值的取值范圍為-0.025—-0.020,a₃值的取值范圍為1.20—1.25；建立電池的荷電狀態(tài)SOC數學模型：

其中，S(0)是初始時刻的電池的SOC值，η是電池充放電效率；C_t是電池額定容量,C_t隨電池的老化而逐漸變小，i是電池充放電電流；取狀態(tài)向量x＝[S V_S]^T，系統(tǒng)輸出y＝V，輸入u＝i，得到系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程為：

其中，

對所述系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程進行離散化處理得到狀態(tài)方程和測量方程，所述狀態(tài)方程和測量方程分別為：

其中，A_d和B_d分別為離散化后的傳遞矩陣和輸入矩陣：

k是t_k時刻，S_k是t_k時刻電池的SOC值，V_OC,k(S_k)是S_k處的開路電壓，x_k是t_k時刻的系統(tǒng)狀態(tài)；y_k是t_k時刻系統(tǒng)的測量輸出；u_k是t_k時刻的系統(tǒng)輸入變量，即電池的充放電電流；V_s,k是t_k時刻等效電路模型中的電池的極化電壓；w_k為t_k時刻的過程噪聲，v_k為t_k時刻的測量噪聲。

2.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池LOC模型，其特征在于，通過對電池循環(huán)老化試驗得到的電池容量衰減數據擬合所述電池容量數學模型為：

其中，b₁為常數，b₁值的取值范圍為0.96—0.99，f₁為常數，f₁值的取值范圍為-0.002—0。

3.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池LOC模型，其特征在于，所述有效SOC系數模型為：

其中，N為充放電次數，ROUND()表示對括號內數值取整數。