[发明专利]一种用于锂电池电池包的联合仿真优化设计方法

说明书

本发明涉及一种用于锂电池电池包的联合仿真优化设计方法，包括以下步骤：步骤1：利用参数估计法对单一电芯进行特征建模；步骤2：利用联合仿真平台对模型建立联合仿真；步骤3：根据仿真结果和实际要求对单一电芯进行组合形成锂电池电池包。与现有技术相比，本发明具有降低成本，减少硬件使用等优点。

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，尤其是涉及一种用于锂电池电池包的联合仿真优化设计方法。

背景技术

就当前的实际发展现状来看，我国的第一代车用锂离子电池，主要是锰酸锂离子成分为主的电池类型，引起成本低廉，安全性强，所以应用十分广泛，但是其应用问题在于循环寿命周期短，在高温环境下，其整体循环寿命更会进一步缩短，高温环境下，锰离子会有溶出的现象。第二代主要是以已经申请专利的磷酸铁锂离子电池为主，这是锂离子电池后续的主要发展方向。鉴于铁、磷、锂等资源的储量丰富，而且原材料的价格低，充放电的特性理想，且工作电压适中，可迅速完成充电、循环利用的寿命也更长，在高温环境下，这种电池的运行状态也十分稳定，不仅有着理想的储能能力，并且并不存在毒害成分。

为此目前有许多公司，都在针对锂离子电池不断进行开发研究，开发新的电池种类，优化电池的功能，以确保电池的应用成更加理想。就当前的实际发展趋势来看，锂离子电池的研发，已经满足了我国电动汽车用动力电池的优化目标。但是依然存在诸多问题需要得到进一步优化，例如如何进一步降低制造成本，提升电池性能，延长使用寿命，并且保护电池的电路运行稳定性等等。通过不断的研究，才能开发出性能更加出众的电池，得到更广泛的应用。

电池使用者为新产品挑选出合适的电池包之前，需要了解电池包在各种不同运行环境下的效能表现，包括各种温度以及充电状态。使用硬件原型来评估电池包的效能，不仅速度慢而且价格昂贵，本设计提出使用仿真来确保最大程度的减少硬件测试的比重。

电池使用者为新产品挑选出合适的电池包之前，需要了解电池包在各种不同运行环境下的效能表现，包括各种温度以及充电状态。使用硬件原型来评估电池包的效能，不仅速度慢而且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于锂电池电池包的联合仿真优化设计方法，使用仿真来确保最大程度的减少硬件测试的比重，设计电池包并提供电池技术，通过解决方案的提出对控制器系统设计，来帮助客户制造更有效率的电动车以及实现可扩展的能源储存系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于锂电池电池包的联合仿真优化设计方法，包括以下步骤：

步骤1：利用参数估计法对单一电芯进行特征建模；

步骤2：利用联合仿真平台对模型建立联合仿真；

步骤3：根据仿真结果和实际要求对单一电芯进行组合形成锂电池电池包。

进一步地，所述步骤1包括以下分步骤：

步骤11：记录电池在每一个老化阶段中充电状态下的容量及电阻变化数据；

步骤12：将记录数据导入RT-lab仿真平台以得出电池等效电路模型的相关参数取值结果；

步骤13：重复步骤12得到不同观察条件下的相关参数取值结果并把所得结果填入查找表；

步骤14：重复步骤12建立电池的每一个老化阶段额外的查找表。

进一步地，所述步骤2中的联合仿真平台包括上位机、网络交换机、RT-lab仿真平台和Hypersim仿真平台，所述RT-lab仿真平台和所述Hypersim仿真平台之间的数据交互通过光纤进行传输。

进一步地，所述RT-lab仿真平台中包括多核CPU、多级FPGA拓展、单台OP5600实时仿真主机和单台OP5607实时仿真主机。