[发明专利]一种锂离子电池的改进分数阶模型和参数辨识方法

权利要求书

1.一种建立锂离子电池的改进分数阶模型的建立方法，其特征在于：

使用Butler-Volmer方程修正等效电路模型的极化内阻；

将等效电路模型中的极化电容替换为常相位角元件；

得到改进分数阶模型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述等效电路模型为一阶RC模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：将一阶RC模型的极化内阻所代表的线性电压电流关系转换为Butler-Volmer方程确定的双曲正弦函数形式的电压电流关系。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述改进分数阶模型的状态空间表达式为：

U_t为电池端电压，U_c为电池极化电压，t为连续时间，D^αf(t)为函数f(t)求的α次微分，R_i为等效欧姆内阻，U_oc为理想电压源，I为电池的充放电电流；

Y和α是常相位角元件的参数，当α＝0时，CPE元件转化为纯电阻，当α＝1时，CPE元件转化为纯电容；

R_g、T、a_a、n、F是Butler-Volmer方程中的参数，R_g为气体常数，T为热力学温度，a_a为对称系数，n为反应得失电子数，F为法拉第常数。

5.一种参数辨识方法，其特征在于：

对权利要求1-4任一项所述的改进分数阶模型进行离散化处理；

在电池不同SOC点处进行施加不同倍率的复合电流脉冲，以电流脉冲激励其复合脉冲电压响应，获取不同SOC点处不同电流脉冲激励的复合脉冲电压数据；

针对各个温度和SOC点处的不同电流脉冲激励的复合脉冲电压数据，使用复合脉冲电流为输入值，以所述离散化的改进分数阶模型计算改进分数阶模型输出的端电压；

将所述输出电压与采集的电压真实值相比较，以误差平方和最小为优化目标，使用算法优化求解改进分数阶模型的参数辨识值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：参数辨识值包括R_i，U_oc，Y,α,I_R，所述I_R代表Butler-Volmer方程描述的支路电流。

7.如权利要求所述的方法，其特征在于：所述优化算法为智能优化算法。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述优化算法为粒子群优化算法。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于：将所述参数辨识值结果线性插值获取不同SOC状态下的模型参数。

10.一种锂离子电池状态估计方法，其使用如权利要求5-9任一项所述的参数辨识方法。