[發(fā)明專利]基于溫度自適應的動力電池遲滯模型構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210355219.8
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114624591A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 黃凱;孫愷;郭永芳;李森茂;王子鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R31/367;G01R31/385;G01R31/388;G01R31/396
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 蔡運紅

本發(fā)明為一種基于溫度自適應的動力電池遲滯模型構(gòu)建方法，首先以溫度為變量，在不同溫度下進行動力電池OCV?SOC試驗，采集不同荷電狀態(tài)對應的充、放電開路電壓；然后，計算不同溫度下動力電池的平均開路電壓，分析溫度與平均開路電壓的關系，建立溫度自適應的開路電壓子模型；分析溫度與遲滯電壓的關系，建立溫度自適應的遲滯子模型；最后，將開路電壓子模型和遲滯子模型集成到等效電路模型中，得到溫度自適應動力電池遲滯模型。該方法解決了現(xiàn)有技術中遲滯模型不能適應溫度變化的問題，溫度自適應動力電池遲滯模型能夠適應一定范圍內(nèi)的溫度變化，從而提高模型準確性，為SOC的準確估計提供模型基礎。

技術領域

本發(fā)明涉及電池荷電狀態(tài)估計技術領域，具體涉及一種基于溫度自適應的動力電池遲滯模型構(gòu)建方法。

背景技術

為了降低汽車行業(yè)的石油消耗，改善全球能源結(jié)構(gòu)，減少污染物和溫室氣體排放，汽車電動化已經(jīng)成為一種必然趨勢。作為電動汽車的動力來源，動力電池性能的優(yōu)劣不僅關系到整車續(xù)駛里程的長短，而且關系到電池的安全性和可靠性。與其它類型動力電池相比，鋰離子電池因其具有能量密度高、高低溫適應性強、安全性能高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，已經(jīng)成為電動汽車的首選動力源。過度充放電會對動力電池循環(huán)使用壽命造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，因此，采用電池管理系統(tǒng)對電池進行監(jiān)控是十分必要的，而可靠、準確的荷電狀態(tài)(SOC)估計是電池管理系統(tǒng)的關鍵技術之一。

目前使用和研究較為廣泛的是基于等效電路模型的SOC估計方法，但是針對等效電路模型而言，其開路電壓具有遲滯特性，表現(xiàn)為相同SOC下充、放電狀態(tài)的開路電壓不相同，這會嚴重影響等效電路模型端電壓的準確性，從而降低SOC估計精度。許多學者對遲滯特性進行了研究，并建立了可以優(yōu)化開路電壓-荷電狀態(tài)(OCV-SOC)關系的電池遲滯模型。另外，零狀態(tài)遲滯模型和單狀態(tài)遲滯模型是兩種常見的電池遲滯模型，前者通過常數(shù)對遲滯特性進行修正，后者以SOC為變量的函數(shù)對遲滯特性進行修正。但是這兩種電池遲滯模型共同的局限性在于沒有考慮溫度影響，由于動力電池的遲滯行為會隨著溫度變化而不同，在建立電池遲滯模型時若不考慮溫度這一因素，會導致模型的估計值誤差偏大。

基于上述問題，本申請?zhí)岢鲆环N自適應溫度變化的遲滯模型，能夠提高模型輸出端電壓的準確性，有利于提高荷電狀態(tài)估計的精度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種基于溫度自適應的動力電池遲滯模型構(gòu)建方法；解決了現(xiàn)有技術中遲滯模型不能適應溫度變化的問題；本發(fā)明方法可以使用有限的溫度數(shù)據(jù)，使模型能夠適應一定范圍內(nèi)的溫度變化，從而提高模型準確性，為SOC的準確估計提供模型基礎。

本發(fā)明解決所述技術問題采用以下技術方案：

一種基于溫度自適應的動力電池遲滯模型構(gòu)建方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

步驟1：在不同溫度下進行容量測試試驗，測量不同溫度下動力電池容量；

步驟2：在不同溫度下進行開路電壓-荷電狀態(tài)試驗，采集不同溫度下動力電池不同荷電狀態(tài)下的充、放電開路電壓；

步驟3：令平均開路電壓等于充、放電開路電壓之和的一半，計算不同溫度下動力電池的平均開路電壓；

步驟4：分析溫度與平均開路電壓的關系，建立開路電壓子模型，表達式為：

U_{ou_T}＝Φ_T·U_{ou_0} (5)

其中，Φ_T表示T℃時的平均開路電壓倍率，U_{oc_T}、U_{oc_0}分別表示T℃和0℃時動力電池的平均開路電壓；

步驟5：分析溫度與遲滯電壓的關系，建立遲滯子模型，表達式為：