[發(fā)明專利]一種考慮不一致性的串并聯(lián)電池組模型及實(shí)現(xiàn)方法

有效

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• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109031145B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奇;張承慧;崔納新;商云龍;段彬
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開了一種考慮不一致性的串并聯(lián)電池組模型，包括：K個(gè)電池單體模型，所述K個(gè)電池單體模型均采用Rint電池模型建模；K個(gè)電池單體模型根據(jù)系統(tǒng)總?cè)萘俊⒖傠妷汉涂偣β室螅捎孟萂個(gè)電池單體模型并聯(lián)形成電池組，然后N個(gè)電池組串聯(lián)的形式形成串并聯(lián)電池組模型，通過對若干電池單體進(jìn)行測試，得到每一種參數(shù)類型的正態(tài)分布曲線，利用得到的正態(tài)分布函數(shù)生成串并聯(lián)電池組模型中各電池單體的相應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明有益效果：考慮了電池單體間開路電壓、內(nèi)阻、容量之間的不一致性，同時(shí)考慮了電池溫度分布差異對電池模型參數(shù)的影響，能夠更為精確地實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)電池組模型，提高了電池組模型的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池建模的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮不一致性的串并聯(lián)電池組模型及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

電動汽車因節(jié)能環(huán)保已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是解決能源和環(huán)境危機(jī)的關(guān)鍵途徑。作為電動汽車的動力來源，動力電池對整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性等性能至關(guān)重要，是制約電動汽車規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前鋰離子動力電池因能量密度高、單體電壓高、自放電率低和無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，成為電動汽車最具吸引力的動力電池之一。

但是，鋰離子電池單體的端電壓通常較低，只有2V-4.2V。為了滿足負(fù)載對電壓、功率和容量的需求，必須將鋰離子電池單體串并聯(lián)成組后使用。然而，由于電池的原材料、電池組的設(shè)計(jì)、零部件制作工藝、篩選成組技術(shù)、使用環(huán)境等的差別，在電池在串并聯(lián)成組使用過程中，各個(gè)電池單體的開路電壓、內(nèi)阻、容量、溫度等不可避免地存在差異，且這種差異隨著電池組老化而增大，最終引起電池單體端電壓的不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致某些電池單體的過充或過放，極大地減小了電池組的可用容量和循環(huán)壽命，甚至?xí)鸨ā⑵鸹鸬劝踩鹿省?/p>

電池模型在電池制造、設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行等方面具有舉足輕重的作用。由于電池單體間的開路電壓、內(nèi)阻、容量、溫度等不可避免地存在差異，考慮不一致性的電池串并聯(lián)模型建模過程較為復(fù)雜，目前電池模型的研究主要集中在電池單體建模方法的研究上，或者將串并聯(lián)電池組簡單等效成一個(gè)大電池單體而進(jìn)行整體建模，但這種電池組建模方法忽略了電池組內(nèi)部電池單體之間的不一致性。然而，考慮不一致性的電池串并聯(lián)模型在防止電池過充過放、故障診斷、不一致性評價(jià)等在實(shí)際應(yīng)用中具有非常重要的作用，因此極具研究價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種考慮不一致性的串并聯(lián)電池組模型及實(shí)現(xiàn)方法，該方法考慮了電池單體間開路電壓、內(nèi)阻、容量等參數(shù)之間的不一致性，同時(shí)考慮了電池溫度的不一致性對電池模型參數(shù)的影響，能夠更為精確地實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)電池組模型，提高了串并聯(lián)電池組模型的精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中公開的一種考慮不一致性的串并聯(lián)電池組模型，包括：K個(gè)電池單體模型，所述K個(gè)電池單體模型均采用Rint電池模型建模；所述K個(gè)電池單體模型根據(jù)系統(tǒng)總?cè)萘俊⒖傠妷汉涂偣β室螅捎孟萂個(gè)電池單體模型并聯(lián)形成電池組，然后N個(gè)電池組串聯(lián)的形式形成串并聯(lián)電池組模型，所述串并聯(lián)電池組模型中各電池單體的內(nèi)阻、容量和開路電壓參數(shù)分布情況通過以下方法得到：通過對若干電池單體進(jìn)行測試，得到每一種參數(shù)類型的正態(tài)分布曲線，利用得到的正態(tài)分布函數(shù)生成串并聯(lián)電池組模型中各電池單體的相應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述K個(gè)電池單體為采用同種材料配比、同一生產(chǎn)工藝和流程生產(chǎn)的同一型號的電池單體。

進(jìn)一步地，所述Rint電池模型是指用理想電壓源Uoc描述電池的開路電壓，歐姆內(nèi)阻等效為內(nèi)阻R的一種電池模型，所述內(nèi)阻R根據(jù)當(dāng)電池突然以設(shè)定的較大電流進(jìn)行恒流放電時(shí)電池端電壓瞬間跌落的跌落值、當(dāng)電池突然停止放電時(shí)電池端電壓瞬間躍升的躍升值以及恒流放電電流共同確定。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中公開的一種考慮不一致性的串并聯(lián)電池組模型的實(shí)現(xiàn)方法，包括：

選取若干同一型號的動力電池單體作為被測對象；