[发明专利]基于等效电路模型的锂电池动态阻抗参数识别方法

权利要求书

1.一种基于等效电路模型的锂电池动态阻抗参数识别方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，基于一阶RC等效电路，确定充放电制度；

一、a.恒流转恒压充电制度；b.静置一段时间；c.采用小电流恒流放电至截止电压；d.转小电流恒流充电至截止电压C；

二、a.恒流转恒压制度将电池充满；b.静置；c.采用放电倍率α恒流放电至截止电压；重复充放电制度二中的步骤a-c，但每次将恒流放电电流的放电倍率选为β、γ或δ；

三、a.以小电流恒流放电至截止电压；b.静置；c.采用充电倍率α恒流充电至截止电压；重复充放电制度三中的步骤a-c，但每次将恒流充电倍率选为β、γ或δ的充电电流；

四、a.恒流转恒压制度将电池充满；b.静置；c.采用放电倍率α的脉冲电流进行放电；重复充放电制度四中的步骤a-c，但每次将脉冲电流的放电倍率选为β、γ或δ；

五、a.以小电流恒流放电至截止电压；b.静置；c.采用充电倍率α的脉冲电流进行充电；重复充放电制度五中的步骤a-c，但每次将脉冲电流的充电倍率选为β、γ或δ；

步骤二，对待测锂电池依次执行充放电制度，获得测试数据，提取参数；

对待测锂电池依次执行步骤一中的五条充放电制度，记录每次采样的时间、充/放电电流、端路电压和充/放电容量，将小电流放电的容量作为待测锂电池的总容量，用于后续的SOC计算；在不同恒流放电或充电电流下，处于相同荷电状态SOC的端电压不同，而其中的压差便是由待测锂电池总的动态内阻R₁+R₂造成；反过来，就能通过相同荷电状态下的压差，计算电池总的动态内阻；

在脉冲放电或脉冲充电测试中，每次放电电流或充电电流发生突变时，端路电压也会有一个瞬时突变，这是由待测锂电池的动态内阻R₁导致的；从而能够通过欧姆定律计算出R₁的阻值；此外，当这个电压瞬时突变发生后，电池端电压还会发生一定程度的连续变化，这由RC回路导致；从而通过数学方法获得相关参数R₂。

2.根据权利要求1所述的基于等效电路模型的锂电池动态阻抗参数识别方法，其特征在于：

待测锂电池为松下18650锂电池，基于一阶RC等效电路，对待测锂电池依次执行充放电制度，获得测试数据，提取参数，具体步骤如下：

S1，根据充放电制度一中的步骤，对待测锂电池进行充放电测试，记录相应的放电曲线数据包括采样时间、端路电压以及放电电量；以充满电后的小电流放电电量作为电池总容量，则可以分别将“小电流恒流放电的端电压与放电电量曲线”和“小电流恒流充电的端电压与充电电量曲线”折算为两条“端电压与SOC曲线”；将得到的充放电“端电压与SOC曲线”取平均，得到一条新的“电压与SOC曲线”，并将此曲线作为该电池的近似“开路电压与SOC”曲线；这里令OCV为待测锂电池电池的开路电压，V为待测锂电池的端路电压，I为待测锂电池的输出/输入电流；

S2，在充放电制度二中，每次恒流放电前都有一段静置时间，默认在静置末期，电池达到了电动势平衡，则静置末期的开路电压反应了电池的SOC；根据S1中所得的“开路电压与SOC”曲线，能够通过电池恒流放电前的静置末期电压OCV，决定电池每次放电前的初始SOC；初始SOC一旦确定，根据安时积分法能够获得每条放电曲线所对应的“端电压与SOC曲线”；

S3，在充放电制度三中，每次恒流充电前都有一小时的静置时间，默认在静置末期，电池达到了电动势平衡，则静置末期的开路电压反应了电池的SOC，根据S1中所得的“开路电压与SOC”曲线，能够通过电池恒流充电前的静置末期电压OCV，决定电池每次充电前的初始SOC；初始SOC一旦确定，根据安时积分法获得每条充电曲线所对应的“端电压与SOC曲线”；

在恒流放电时，处于相同SOC状态下的开路电压OCV与端路电压V具有关系：OCV＝V+I(R₁+R₂)；因此，分别在放电电流α、β、γ、δ下，可根据式子R₁+R₂＝(OCV-V)/I，计算处于每个SOC状态下的动态内阻R₁+R₂；这样得到4条“R₁+R₂与SOC”曲线，每条曲线对应于一个放电电流；

在恒流充电时，处于相同SOC状态下的开路电压OCV与端路电压V具有关系：OCV＝V-I(R₁+R₂)；因此，分别在充电电流α、β、γ、δ下，可根据式子R₁+R₂＝(V-OCV)/I，计算处于每个SOC状态下的动态内阻R₁+R₂；这样得到4条“R₁+R₂与SOC”曲线，每条曲线对应于一个充电电流；

S4，充放电制度四采用脉冲放电的方式对电池进行测试，每次当放电电流发生突变时，端路电压也会有一个瞬时突变，这是由动态内阻R₁导致的；令突变前后的电压分别为V₁和V₂，从而计算出R₁＝|V₁-V₂|/I，其中I为脉冲电流；从而分别在α、β、γ、δ脉冲放电电流下，能够计算处于不同SOC状态下的动态内阻R₁；又根据步骤S3中得到的放电电流为α、β、γ、δ下的“R₁+R₂与SOC”曲线，根据关系R₂＝(R₁+R₂)-R₁,可得放电电流分别为α、β、γ、δ时处于不同SOC状态下的动态内阻R₂；此外，当这个电压瞬时突变发生后，电池端电压还会发生一定程度的连续变化，这由RC回路导致的；根据一阶RC等效电路，假设突变前后的电流分别为I₁、I₂，并以突变时刻开始计时，则电压瞬时突变后的连续变化描述为：由于已得到放电电流分别为α、β、γ、δ时处于不同SOC状态下的动态内阻R₂，则可通过电压瞬时突变后的连续变化数据估计出相应条件下的时间常数R₂C，从而可得与R₂相同条件下的电容C；

S5，充放电制度五采用脉冲充电的方式对电池进行测试，每次当充电电流发生突变时，端路电压也会有一个瞬时突变，这是由动态内阻R₁导致的；令突变前后的电压分别为V₁和V₂，从而计算出R₁＝|V₁-V₂|/I，其中I为脉冲电流；从而分别在α、β、γ、δ脉冲充电电流下，计算处于不同SOC状态下的动态内阻R₁；又根据步骤S3中得到的充电电流为α、β、γ、δ下的“R₁+R₂与SOC”曲线，根据关系R₂＝(R₁+R₂)-R₁,可得充电电流分别为α、β、γ、δ时处于不同SOC状态下的动态内阻R₂；此外，当这个电压瞬时突变发生后，电池端电压还会发生一定程度的连续变化，这由RC回路导致的；根据一阶RC等效电路，假设突变前后的电流分别为I₁、I₂，并以突变时刻开始计时，则电压瞬时突变后的连续变化描述为：由于已得到充电电流分别为α、β、γ、δ时处于不同SOC状态下的动态内阻R₂，则可通过电压瞬时突变后的连续变化数据估计出相应条件下的时间常数R₂C,从而可得与R₂相同条件下的电容C。