[发明专利]基于Butler-Volmer方程的钛酸锂电池改进模型

摘要

本发明涉及基于Butler-Volmer方程的钛酸锂电池改进模型，采用传统一阶RC电路模型结构，通过OCV-SOC测试数据获得基准倍率下不同SOC的参数值，求取每个SOC点下典型倍率的充放电极化电压，同时基于最小二乘拟合工具获得电池特性参数，得到适用于宽倍率范围的钛酸锂电池改进模型。本发明，不仅继承了电学模型的结构简单和易于仿真的优点，更拥有电化学动力学方程机理描述的优越性，有效解决了钛酸锂电池高倍率应用中传统一阶RC电路模型描述误差过大的问题，能够准确描述钛酸锂电池动静态特性，为钛酸锂电池大规模应用中控制系统的设计提供了理论依据。

主权项

基于Butler‑Volmer方程的钛酸锂电池改进模型，其特征在于：在传统一阶RC电路模型结构的基础上加入倍率因子的影响，由受控电压源U_ocv、串联电阻R_Ω及RC网络和极化修正单元四部分构成；所述受控电压源U_ocv代表电池的开路电压OCV随电池SOC的变化；所述串联电阻R_Ω体现了电池在充放电过程中产生的能量损失；所述RC网络为R_pC_p并联网络，反映了电池内部由电化学反应不平衡所引起的过电位，通常称为极化电压，记为U_p；受控电压源U_ocv，串联电阻R_Ω，电容C_p与SOC存在非线性关系，具体关系为：$\left\{\begin{array}{c}{U}_{ocv}\[SOC\left(t\right)\]=a_{1}SOC\left(t\right)+a_2\\ R_{\mathrm{\Ω}}\[SOC\left(t\right)\]=b_{1}SOC\left(t\right)+b_2\\ C_p\[SOC\left(t\right)\]=c_{1}SOC\left(t\right)+c_2\end{array}\right.---\left(1\right)$式(1)中，a₁、a₂、b₁、b₂、c₁、c₂为常数，在不同SOC的参数基础上通过线性内插法得到。