[发明专利]一种磷酸铁锂电池LOC模型

权利要求书

1.一种磷酸铁锂电池LOC模型，其特征在于，其包括电池LOC算法模型、等效电路模型、电池容量数学模型和有效SOC系数模型，所述电池LOC算法模型为：

LOC＝C_t×K_EV×S/R_D (1)

其中，LOC是单体电池单次循环寿命，C_t是电池额定容量，K_EV是有效SOC系数，S是电池的SOC值，R_D是电池的放电倍率，所述等效电路模型包括电池的极化内阻、电池的极化电容、电池的欧姆内阻、电池端电压和电压源，所述电池的极化内阻和所述电池的极化电容并联构成RC电路，所述RC电路通过串联所述电池的欧姆内阻与所述电压源的正极连接，所述电池端电压的正极与所述RC电路连接，所述电池端电压的负极与所述电压源的负极连接；根据所述等效电路模型建立相应的数学模型：

其中，S表示电池的SOC值，V_S是等效电路模型中电池的极化电压，R_S是电池的极化内阻，C_S是电池的极化电容，i是电池充放电电流，V是电池端电压，V_OC(S)是电池在S处的开路电压，R_i是电池的欧姆内阻；

由于电池的开路电压V_OC与电池的SOC值之间存在固定关系，建立电池的开路电压V_OC与电池的SOC的拟合方程：

V_OC(S)＝a+a₁S+a₂S²+a₃S³ (3)

其中，a值的取值范围为3.45—3.55，a₁值的取值范围为0.025—0.030，a₂值的取值范围为-0.025—-0.020,a₃值的取值范围为1.20—1.25；建立电池的荷电状态SOC数学模型：

其中，S(0)是初始时刻的电池的SOC值，η是电池充放电效率；C_t是电池额定容量,C_t随电池的老化而逐渐变小，i是电池充放电电流；取状态向量x＝[S V_S]^T，系统输出y＝V，输入u＝i，得到系统的状态空间方程为：

其中，

对所述系统的状态空间方程进行离散化处理得到状态方程和测量方程，所述状态方程和测量方程分别为：

其中，A_d和B_d分别为离散化后的传递矩阵和输入矩阵：

k是t_k时刻，S_k是t_k时刻电池的SOC值，V_OC,k(S_k)是S_k处的开路电压，x_k是t_k时刻的系统状态；y_k是t_k时刻系统的测量输出；u_k是t_k时刻的系统输入变量，即电池的充放电电流；V_s,k是t_k时刻等效电路模型中的电池的极化电压；w_k为t_k时刻的过程噪声，v_k为t_k时刻的测量噪声。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池LOC模型，其特征在于，通过对电池循环老化试验得到的电池容量衰减数据拟合所述电池容量数学模型为：

其中，b₁为常数，b₁值的取值范围为0.96—0.99，f₁为常数，f₁值的取值范围为-0.002—0。

3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池LOC模型，其特征在于，所述有效SOC系数模型为：

其中，N为充放电次数，ROUND()表示对括号内数值取整数。