[發(fā)明專利]一種基于相關(guān)與回歸分析的蓄電池模型建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810035509.8
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN107991628B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何良宗;郭棟;鄭智鵬;張建寰;曾濤;張景瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;林燕玲

1.一種基于相關(guān)與回歸分析的蓄電池模型建模方法，其特征在于：采用二階RC等效電路模型作為電池模型，對電池的緩慢動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行相關(guān)與回歸分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否進(jìn)行電池模型簡化；

所述相關(guān)與回歸分析過程如下：

1)設(shè)電池充放電結(jié)束200秒后的端電壓變化量作為分析對象，并根據(jù)充放電結(jié)束后SOC值的差異分組，并分別命名為X_p：X_p＝{x_p(k)|k＝1,2,…,n}，其中p＝1,2,…,m，m是需要對比的緩慢動(dòng)態(tài)過程的組數(shù)，x_p(k)為k時(shí)刻的端電壓恢復(fù)量，n為數(shù)列的長度；

2)不同SOC值下的端電壓變化量X_i與X_j之間相關(guān)系數(shù)r_ij通過如下公式計(jì)算：

其中，i和j為上述X_p中p的取值，表示所取數(shù)據(jù)為第幾組；設(shè)g為閾值，其為小于1的正數(shù)，若所有r_ij≥g,則進(jìn)行下一步回歸分析，否則所述電池模型將不能被化簡；

3)利用一元線性回歸模型對上述X_i與X_j進(jìn)行回歸分析，回歸模型如下：

x_i＝β₀+β_ijx_j；

式中，x_i為因變量，x_j為自變量，β₀為回歸常數(shù)，β_ij為回歸系數(shù)；由x_i與x_j的初始條件x_i(1)＝x_j(1)＝0可得β₀＝0；選取[1-a,1+a]為β_ij的閾值，其中0＜a＜0.2，若全部回歸系數(shù)滿足β_ij∈[1-a,1+a]則模型可以被簡化，否則模型不能被簡化。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于相關(guān)與回歸分析的蓄電池模型建模方法，其特征在于：所述二階RC等效電路模型，采用如下狀態(tài)方程組表示：

τ₁＝r_p1·c_p1；

τ₂＝r_p2·c_p2；

其中k表示當(dāng)前時(shí)刻，k-1表示上一時(shí)刻；SOC表示電池剩余電量；U_p1和U_p2分別表示第一、第二RC環(huán)節(jié)端電壓；r_p1和r_p2分別表示電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻；c_p1和c_p2分別表示電化學(xué)極化電容和濃差極化電容；τ₁和τ₂分別表示第一RC環(huán)節(jié)和第二RC環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)；r_o表示歐姆內(nèi)阻；I表示充放電電流；U_o表示電池端電壓；V_ocv代表電池平衡電動(dòng)勢，Q_N表示電池額定容量；η表示充放電效率；v和w分別表示狀態(tài)噪聲和觀測噪聲；第一RC環(huán)節(jié)描述電池的快速動(dòng)態(tài)過程，第二RC環(huán)節(jié)描述電池的緩慢動(dòng)態(tài)過程。

3.如 權(quán)利要求2所述的一種基于相關(guān)與回歸分析的蓄電池模型建模方法，其特征在于：所述的電池模型簡化是指對模型參數(shù)進(jìn)行辨識時(shí)，把描述電池緩慢動(dòng)態(tài)特性的第二RC環(huán)節(jié)中的濃差極化電容c_p2和濃差極化內(nèi)阻r_p2設(shè)置為常數(shù)，只需對其進(jìn)行一次參數(shù)辨識。