[發明專利]一種基于實際局部數據的鋰離子電池容量估算方法及系統

在審

• 申請號: 202011261777.5
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112782586A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 呂桃林;解晶瑩;羅偉林;閔凡奇;付詩意;楊旸;李永;晏莉琴
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所;上海動力儲能電池系統工程技術有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G06F30/367
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種基于實際局部數據的鋰離子電池容量估算方法，其特征在于，包括：

步驟一、建立鋰離子電池的等效電路模型：

其中，U為鋰離子電池工作電壓，OCV為鋰離子電池開路電壓，I為鋰離子電池工作電流，R₀為鋰離子電池歐姆內阻，U₁為鋰離子電池極化電壓，t為鋰離子電池工作時間，R₁為鋰離子電池極化內阻，C₁為鋰離子電池電化學反應等效電容；

步驟二、基于帶遺忘因子的最小二乘法，利用鋰離子電池實際工作數據，對等效電路模型中的OCV、R₀、R₁、C₁進行辨識；

步驟三、基于電池開路電壓模型擬合電池的SOC-OCV方程；

步驟四、利用電池的實際數據辨識局部過程中的OCV變化，根據SOC-OCV方程估算電池局部過程中的SOC變化；

步驟五、根據局部過程中的SOC變化及對應的容量變化，估計鋰離子電池的容量。

2.根據權利要求1所述的基于實際局部數據的鋰離子電池容量估算方法，其特征在于，所述的步驟二中基于帶遺忘因子的最小二乘法利用鋰離子電池實際工作數據，對等效電路模型中的OCV、R₀、R₁、C₁進行辨識，其具體估算過程包括：

其中，下標k、k-1代表第k、k-1時刻的值，K為增益矩陣，P為估計誤差的協方差矩陣，λ為遺忘因子，E為單位矩陣，Z_k為模型輸出值Z_k＝U_k，為模型輸入值上標T為矩陣轉置，Δt為時間間隔，θ_k為待辨識參數θ_k＝[OCV_k，R_0，k+R_1，k，R_0，kR_1，kC_1，k，R_1，kC_1，k]^T，OCV_k＝θ_k(1)，R_0，k＝θ_k(3)/θ_k(4)，R_1，k＝θ_k(2)-θ_k(3)/θ_k(4)，C_1，k＝θ_k(4)/R_1，k。

3.根據權利要求1所述的基于實際局部數據的鋰離子電池容量估算方法，其特征在于，所述的電池開路電壓模型包括：

其中，E_s，p、E_s，n為正負極材料的平衡電位方程，為正負極材料的初始嵌鋰率，Dy_s，p、Dy_s，n為正負極材料在工作范圍內的嵌鋰范圍，a為修正系數，SOC為電池的荷電狀態。

4.根據權利要求1所述的基于實際局部數據的鋰離子電池容量估算方法，其特征在于，步驟四中利用電池的實際數據辨識局部過程中的OCV變化，為再次利用帶遺忘因子的最小二乘法對局部過程中的OCV進行辨識。

5.根據權利要求1所述的基于實際局部數據的鋰離子電池容量估算方法，其特征在于，步驟四中根據SOC-OCV方程估算電池局部過程中的SOC變化，為根據所述的步驟三所得的SOC-OCV方程，對步驟四中所獲得的OCV值進行反算。