[发明专利]一种基于可变时间域提高电池模型精度的方法

权利要求书

1.一种基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、搭建基础等效电路模型，根据基础等效电路模型确定待辨识模型参数；

步骤二、在不同设定温度下，每间隔一定比例的荷电状态(State of Charge,SOC)对电池进行一次脉冲功率测试，对待辨识模型参数进行辨识，并建立模型参数与荷电状态(SOC)之间的关系；

步骤三、在步骤二的每次脉冲功率测试中选取设定时间的放电阶段，在所述的阶段截取不同的时间域进行模型参数辨识，并建立模型参数与荷电状态(SOC)之间的关系；

步骤四、根据步骤一建立的基础等效电路模型以及步骤二、步骤三得到的电池模型参数，计算恒流放电工况下每组模型参数仿真与试验值的误差，选取各设定温度下误差较小时对应的时间域为最优时间域，组成“温度-最优时间域”二元组；

步骤五、根据步骤四中“温度-最优时间域”二元组，建立温度与最优时间域的耦合关系曲线，通过采集的电池温度确定所述电池温度下的最优时间域，代替固定时间域进行模型参数辨识，再将辨识的模型参数代入建立的基础等效电路模型中进行仿真。

2.根据权利要求1所述的基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，所述的步骤一中搭建的基础等效电路模型为一阶Thevenin等效电路模型，该模型的方程如下：

U＝U_OC-IR₀-U₁ (1)

式中，U表示端电压，U_OC为开路电压，R₀表示欧姆内阻，I表示负载电流，U₁为极化电压，C₁表示极化电容，R₁表示极化内阻。

3.根据权利要求2所述的基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，所述的步骤一中待辨识的模型参数为：欧姆内阻R₀，极化电阻R₁，极化电容C₁，开路电压U_OC。

4.根据权利要求1所述的基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，所述的步骤二中脉冲功率测试选择混合脉冲功率特性测试(Hybrid Pulse PowerCharacteristic,HPPC)。

5.根据权利要求4所述的基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，所述的步骤二中对待辨识模型参数的辨识方法如下：

欧姆内阻辨识：

根据脉冲功率测试充放电试验数据，通过欧姆内阻计算公式求得R₀，公式如下：

式中，U_A为循环工步电压变化图中设定时间点放电脉冲激励下的起始电压，U_B为循环工步电压变化图中设定时间点放电脉冲激励下的结束电压；

开路电压辨识：

根据脉冲功率测试充放电试验数据，选择一次脉冲功率测试完成后静置一定时间后的电池电压视为开路电压U_OC(Open Circuit Voltage，OCV)。

6.根据权利要求1所述的基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，所述的步骤三中的模型参数为极化参数，对模型参数的辨识方法如下：

对电路进行时域分析，得到基础等效电路模型时域关系方程如下：

式中，t为时间，τ₁为时间常数，其中τ₁＝R₁C₁；

将式(4)和式(5)描述为指数函数关系如下：

通过对比式(4)、(5)、(6)可确定待辨识参数：

R₁＝A₁/I (7)

C₁＝t₁/R₁ (8)

式中，A₁、y为待识别系数，t₁为与τ₁对应的时间常数。

7.根据权利要求1所述的基于可变时间域提高电池模型精度的方法，其特征在于，所述的步骤五中的耦合关系是通过拟合阿伦尼乌斯方程得到，公式如下：

式中，T_measure为实际采集的电池温度，t_optimize为所述电池温度下的最优时域，A、B、C为待辨识系数。