[发明专利]一种基于大容量储能锂离子电池的电池建模方法

权利要求书

1.一种基于大容量储能锂离子电池的电池建模方法，包括以下步骤：

（1）建立大容量储能锂离子电池的改进型二阶戴维南等效电路模型，列写等效电路模型的数学表达式如下：

usoc(k+1)us(k+1)ul(k+1)=1000e-ΔtRs·Cs000e-ΔtRl·Clusoc(k)us(k)ul(k)+ΔtCsocΔtCsΔtClic(k)---(I)]]>

u_c(k)=E(u_soc(k))+u_s(k)+u_l(k)+R_i·i_c(k)       （II）

式（I）是模型的状态方程，式（II）是模型的输出方程；其中，u_soc(k)、u_s(k)和u_l(k)为第k时刻模型的三个状态量，分别表示反映电池荷电状态的电容电压、反映极化效应快过程的电容电压、反映极化效应慢过程的电容电压，E(u_soc(k))为第k时刻电池的电动势，i_c(k)为第k时刻模型的输入量，表示经过电池的电流，u_c(k)为第k时刻模型的输出量，表示电池两端的电压；△t为第k时刻与第k+1时刻的时间间隔，C_soc为反映电池可充放电容量的电容，R_s和C_s为反映极化效应快过程的RC网络参数，R_l和C_l为反映极化效应慢过程的RC网络参数，R_i为电池的欧姆内阻；

（2）通过充放电实验辨识等效电路模型中的参数，包括：C_soc、E(u_soc)、R_s、C_s、R_l、C_l和R_i；

（3）定义模型状态空间X(ω)，包括充电状态、放电状态和静置状态三个取值，分别记为ω_c、ω_d和ω_s，任何时刻电池的状态为此三个状态中的一个；ω_c表示电池正在充电，该状态下的模型参数记为ψ_c；ω_d表示电池正在放电，该状态下的模型参数记为ψ_d；ω_s表示电池处于静置状态，电池处于静置状态下，需要进一步判断静置状态的前一状态，当静置状态的前一状态为充电状态时，则模型参数记为ψ_s|c，当静置状态的前一状态为放电状态时，则模型参数记为ψ_s|d；

（4）定义模型拟合的时间序列T={t₀,t₁,t₂,...,t_n}，T是等间隔的，间隔时间为T_s，在t₀时刻电池拟合采用的模型参数为ψ_t0=(ψ_s|c+ψ_s|d)/2，此后任一时刻t_k的模型参数ψ_tk由前一时刻t_k-1的模型参数ψ_tk-1和当前时刻的电池状态决定，关系式为：

ψ_tk=η·ψ_tk-1+(1-η)·ψ_α

上式中，ψ_α为当前时刻的电池状态，ψ_α∈{ψ_c,ψ_d,ψ_s|c,ψ_s|d}，η为权重系数，η∈(0,1)。