[發(fā)明專利]基于多約束條件粒子群優(yōu)化算法的鋰電池組參數(shù)辨識(shí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011446598.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112464571B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立欣;李俊夫;冀禹昆;劉能鋒;于全慶;王宇海;楚瀟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）;哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/27
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/27;G06N3/00;G06F111/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高倩

1.基于多約束條件粒子群優(yōu)化算法的鋰電池組參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、建立鋰離子單體電池電化學(xué)模型；

步驟2、采用激勵(lì)響應(yīng)法對(duì)鋰離子電池單體電化學(xué)模型進(jìn)行辨識(shí)，得到鋰離子電池單體電化學(xué)模型參數(shù)值；

步驟3、根據(jù)步驟2得到的模型參數(shù)值，設(shè)定鋰離子電池組電化學(xué)模型的參數(shù)值范圍；

步驟4、采用多約束條件粒子群優(yōu)化算法從設(shè)定鋰離子電池組電化學(xué)模型的參數(shù)值范圍中，得到鋰離子電池組的模型參數(shù)向量；

步驟1中，鋰離子單體電池電化學(xué)模型為：

U_app(t_k)＝U_p(y_surf(t_k))-U_n(x_surf(t_k))-R_ohmI(t_k) 公式1，

式中，U_app(t_k)為t_k時(shí)刻鋰離子電池單體的理論端電壓，U_p和U_n分別為正極開(kāi)路電勢(shì)和負(fù)極開(kāi)路電勢(shì)，y_surf(t_k)和x_surf(t_k)分別為t_k時(shí)刻正極固相表面鋰離子濃度和t_k時(shí)刻負(fù)極固相表面鋰離子濃度，R_ohm為鋰離子電池等效的歐姆內(nèi)阻，I(t_k)為t_k時(shí)刻的外電流，

由于電池組采用串聯(lián)的連接方式，電池組總端電壓U_{app_pack}等于串聯(lián)各單體電池電壓的總和，電池組總端電壓為：

式中，N_total為電池組中電池單體的個(gè)數(shù)，U_{app_m}是鋰離子電池組中第m個(gè)鋰離子電池單體的端電壓；

步驟2中，采用激勵(lì)響應(yīng)法對(duì)鋰離子電池單體電化學(xué)模型進(jìn)行辨識(shí)，得到鋰離子電池單體電化學(xué)模型參數(shù)值，包括：正極初始嵌鋰量y₀、負(fù)極初始嵌鋰量x₀、正極容量Q_p和負(fù)極容量Q_n；

正極初始嵌鋰量y₀和負(fù)極初始嵌鋰量x₀的獲得過(guò)程為：

對(duì)電池進(jìn)行0.02C小倍率放電測(cè)試，獲取電池從滿電狀態(tài)到放電至2.5V對(duì)應(yīng)的電壓、電流I數(shù)據(jù)，并利用安時(shí)積分法獲取電池的總放電容量Q_all，

根據(jù)公式：

獲得任意時(shí)刻的電池荷電狀態(tài)SOC，

式中，t為時(shí)間，

對(duì)電池進(jìn)行0.02C小倍率放電測(cè)試，測(cè)量此時(shí)鋰離子電池單體的實(shí)際端電壓，讓鋰離子電池單體的實(shí)際端電壓等于電池的開(kāi)路電壓E_ocv，采用最小二乘擬合方法并結(jié)合公式：

E_ocv＝U_p[y₀+D_y(1-SOC)]-U_n[x₀-D_x(1-SOC)] 公式4，

得到正極初始嵌鋰量y₀、負(fù)極初始嵌鋰量x₀、正極嵌鋰量變化范圍D_y和負(fù)極嵌鋰量變化范圍D_x，

式中，U_p和U_n分別正極開(kāi)路電勢(shì)曲線和負(fù)極開(kāi)路電勢(shì)曲線；

正極容量Q_p和負(fù)極容量Q_n表示為：