[發明專利]一種鋰離子電池的改進分數階模型和參數辨識方法在審
| 申請號： | 201810318912.1 | 申請日： | 2018-04-11 |
| 公開（公告）號： | CN108519555A | 公開（公告）日： | 2018-09-11 |
| 發明（設計）人： | 熊瑞;田金鵬;方煜 | 申請（專利權）人： | 北京理工大學 |
| 主分類號： | G01R31/36 | 分類號： | G01R31/36 |
| 代理公司： | 北京市誠輝律師事務所 11430 | 代理人： | 范盈 |
| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 分數階 鋰離子電池 參數辨識 電池 電池狀態估計 荷電狀態估計 非線性特性 端電壓 改進 電荷轉移 電壓響應 動力電池 峰值功率 復雜工況 模型參數 仿真車 | ||
1.一種建立鋰離子電池的改進分數階模型的建立方法，其特征在于：
使用Butler-Volmer方程修正等效電路模型的極化內阻；
將等效電路模型中的極化電容替換為常相位角元件；
得到改進分數階模型。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述等效電路模型為一階RC模型。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：將一階RC模型的極化內阻所代表的線性電壓電流關系轉換為Butler-Volmer方程確定的雙曲正弦函數形式的電壓電流關系。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于：所述改進分數階模型的狀態空間表達式為：
Ut為電池端電壓，Uc為電池極化電壓，t為連續時間，Dαf(t)為函數f(t)求的α次微分，Ri為等效歐姆內阻，Uoc為理想電壓源，I為電池的充放電電流；
Y和α是常相位角元件的參數，當α＝0時，CPE元件轉化為純電阻，當α＝1時，CPE元件轉化為純電容；
Rg、T、aa、n、F是Butler-Volmer方程中的參數，Rg為氣體常數，T為熱力學溫度，aa為對稱系數，n為反應得失電子數，F為法拉第常數。
5.一種參數辨識方法，其特征在于：
對權利要求1-4任一項所述的改進分數階模型進行離散化處理；
在電池不同SOC點處進行施加不同倍率的復合電流脈沖，以電流脈沖激勵其復合脈沖電壓響應，獲取不同SOC點處不同電流脈沖激勵的復合脈沖電壓數據；
針對各個溫度和SOC點處的不同電流脈沖激勵的復合脈沖電壓數據，使用復合脈沖電流為輸入值，以所述離散化的改進分數階模型計算改進分數階模型輸出的端電壓；
將所述輸出電壓與采集的電壓真實值相比較，以誤差平方和最小為優化目標，使用算法優化求解改進分數階模型的參數辨識值。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于：參數辨識值包括Ri，Uoc，Y,α,IR，所述IR代表Butler-Volmer方程描述的支路電流。
7.如權利要求所述的方法，其特征在于：所述優化算法為智能優化算法。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于：所述優化算法為粒子群優化算法。
9.如權利要求5所述的方法，其特征在于：將所述參數辨識值結果線性插值獲取不同SOC狀態下的模型參數。
10.一種鋰離子電池狀態估計方法，其使用如權利要求5-9任一項所述的參數辨識方法。
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