[發明專利]基于多約束條件粒子群優化算法的鋰電池組參數辨識方法有效
| 申請號： | 202011446598.9 | 申請日： | 2020-12-11 |
| 公開（公告）號： | CN112464571B | 公開（公告）日： | 2022-05-27 |
| 發明（設計）人： | 王立欣;李俊夫;冀禹昆;劉能鋒;于全慶;王宇海;楚瀟 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學（深圳）;哈爾濱工業大學(威海) |
| 主分類號： | G06F30/27 | 分類號： | G06F30/27;G06N3/00;G06F111/04 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 高倩 |
| 地址： | 518055 *** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 約束條件 粒子 優化 算法 鋰電池 參數 辨識 方法 | ||
1.基于多約束條件粒子群優化算法的鋰電池組參數辨識方法，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模型；
步驟2、采用激勵響應法對鋰離子電池單體電化學模型進行辨識，得到鋰離子電池單體電化學模型參數值；
步驟3、根據步驟2得到的模型參數值，設定鋰離子電池組電化學模型的參數值范圍；
步驟4、采用多約束條件粒子群優化算法從設定鋰離子電池組電化學模型的參數值范圍中，得到鋰離子電池組的模型參數向量；
步驟1中，鋰離子單體電池電化學模型為：
Uapp(tk)＝Up(ysurf(tk))-Un(xsurf(tk))-RohmI(tk) 公式1，
式中，Uapp(tk)為tk時刻鋰離子電池單體的理論端電壓，Up和Un分別為正極開路電勢和負極開路電勢，ysurf(tk)和xsurf(tk)分別為tk時刻正極固相表面鋰離子濃度和tk時刻負極固相表面鋰離子濃度，Rohm為鋰離子電池等效的歐姆內阻，I(tk)為tk時刻的外電流，
由于電池組采用串聯的連接方式，電池組總端電壓Uapp_pack等于串聯各單體電池電壓的總和，電池組總端電壓為：
式中，Ntotal為電池組中電池單體的個數，Uapp_m是鋰離子電池組中第m個鋰離子電池單體的端電壓；
步驟2中，采用激勵響應法對鋰離子電池單體電化學模型進行辨識，得到鋰離子電池單體電化學模型參數值，包括：正極初始嵌鋰量y0、負極初始嵌鋰量x0、正極容量Qp和負極容量Qn；
正極初始嵌鋰量y0和負極初始嵌鋰量x0的獲得過程為：
對電池進行0.02C小倍率放電測試，獲取電池從滿電狀態到放電至2.5V對應的電壓、電流I數據，并利用安時積分法獲取電池的總放電容量Qall，
根據公式：
獲得任意時刻的電池荷電狀態SOC，
式中，t為時間，
對電池進行0.02C小倍率放電測試，測量此時鋰離子電池單體的實際端電壓，讓鋰離子電池單體的實際端電壓等于電池的開路電壓Eocv，采用最小二乘擬合方法并結合公式：
Eocv＝Up[y0+Dy(1-SOC)]-Un[x0-Dx(1-SOC)] 公式4，
得到正極初始嵌鋰量y0、負極初始嵌鋰量x0、正極嵌鋰量變化范圍Dy和負極嵌鋰量變化范圍Dx，
式中，Up和Un分別正極開路電勢曲線和負極開路電勢曲線；
正極容量Qp和負極容量Qn表示為：
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