[发明专利]一种电池仿真模型及其参数计算方法

说明书

本申请公开了一种电池仿真模型，包括开路电源、欧姆内阻、第一暂态单元和第二暂态单元，其中：开路电源、欧姆内阻、第一暂态单元和第二暂态单元串联于端电压输出端口之间；第一暂态单元包括并联的第一电容和第一电阻，第二暂态单元包括并联的第二电容和第二电阻。本发明公开的电池仿真模型包括两个暂态单元，是一个二阶电路模型，能够精确地描述SOC变化量和电流之间的二阶关系，能明确地体现SOC值与开路电源电压的非线性特性；两个暂态单元具有不同的时间常数，能分别反应固相扩散和双电层效应的暂态过程。与一阶RC电路模型相比，本发明的电池仿真模型对实体电池的特性反映地更准确全面。本申请还相应公开了一种电池仿真模型的参数计算方法。

技术领域

本发明涉及新能源电池领域，特别涉及一种电池仿真模型及其参数计算方法。

背景技术

电池作为电动车的重要组成部分，其电荷剩余荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)、剩余能量状态(SOE)、均衡控制、充电策略等核心算法的开发对整车十分重要。对于一款新车型的开发，建立反映电池动态特性的电池仿真模型，是实现电池状态准确估计、性能仿真优化和能量最优化管理的基础。

同时，电动汽车开发日趋成熟，开发周期的缩短对BMS软件平台设计及参数匹配均提出了更大的挑战。建立电池仿真模型，用于同款电芯核心算法开发初期的匹配、验证，可以大幅度提升开发的效率，降低实体电池的实验成本。

目前传统的电池仿真模型采用一阶RC电路模型，但是，该模型很难准确反映电池内部复杂的电化学特性：在描述SOC变化量与电流的二阶关系时精度差；固相扩散效应和双电层效应的时间常数不同，一阶RC电路模型中只用一个极化电压响应表示固相扩散效应和双电层效应，效果不精确；电池SOC与开路电压关系为非线性特性时，一阶RC电路模型无法体现该关系。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能精确体现电池内部特性的电池仿真模型及其参数计算方法。其具体方案如下：

一种电池仿真模型，包括开路电源、欧姆内阻、第一暂态单元和第二暂态单元，其中：

所述开路电源、所述欧姆内阻、所述第一暂态单元和所述第二暂态单元串联于端电压输出端口之间；

所述第一暂态单元包括并联的第一电容和第一电阻，所述第二暂态单元包括并联的第二电容和第二电阻。

相应的，本发明公开了一种电池仿真模型的参数计算方法，应用于上文所述的电池仿真模型，包括：

获取目标电池的实体的测量数据；

根据所述测量数据，计算所述目标电池的电池仿真模型的参数。

优选的，所述获取目标电池的实体的测量数据的过程，包括：

通过复合脉冲功率试验获取所述目标电池的实体的所述测量数据。

优选的，所述根据所述测量数据，计算所述目标电池的电池仿真模型的参数的过程，包括：

获取静置电压作为所述开路电源的电压；

根据第一阶段的压降和脉冲电流，计算得到所述欧姆内阻的阻值；

根据第二阶段的数据，计算得到第一时间常数和第二时间常数；

根据第三阶段的数据，计算得到所述第一电阻和所述第二电阻的阻值；

根据所述第一电阻的阻值和所述第一时间常数，计算得到所述第一电容的电容值；根据所述第二电阻的阻值和所述第二时间常数，计算得到所述第二电容的电容值；