[发明专利]一种锂离子电池等效电路数据参数的拟合方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池等效电路数据参数的拟合方法，属于锂离子电池测试的技术领域，其特征在于：至少包括如下步骤：S1、确定等效电路模型；S2、基于matlab搭建等效电路模型；S3、进行电池试验，并将电池的试验数据输入matlab数据库；S4、在matlab中进行参数拟合，S5、输出5个参数，即R0、R1、R2、C1、C2，得到精确电池模型；计算后得到5个参数的数据表格，即可通过表格确立电池的等效电路模型，进行所需的测试和验证。本发明可以对于卡尔曼滤波的SOC估算方中电池模型的建模和参数进行迅速而简洁的设计估算，能够自动提取电池充放电的必要数据进行电池模型的参数估算。

技术领域

本发明属于锂离子电池测试的技术领域，应用于锂离子电池BMS系统，具体涉及一种锂离子电池等效电路数据参数的拟合方法。

背景技术

近年来，随着环保和节能问题的日益突出，锂离子电池由于比能量高，绿色环保等优点，作为大容量动力电源，逐步在汽车、航天、船舶等领域都有了实际应用。锂离子电池的能量密度越来越高、容量越来越大、电池单体的串联数量也越来越多，在电池组的长期使用过程中，由于组成的电池模块的多节锂离子电池一致性较差引起某一节或者几节电池出现过充过放的现象，进而引起整个电池模块的性能下降，容量不足，甚至导致失效严重影响使用寿命。对于电池组来说，电池管理系统不可缺少。

动力锂离子电池组的荷电状态(SOC)是表征锂电池组状态的重要参数之一，准确估算SOC是锂电池组安全和优化控制充放电能量的保证。电池以SOC描述电池剩余电量，是电池使用过程中的重要参数。电动汽车要求准确估计电池SOC，从充分发挥电池能力和提高安全性两个角度对电池进行高效管理，以进一步提高整车性能；SOC不仅能为驾驶员提供续航里程的确切信息，而且也将直接影响到电池管理系统的决策和控制。比如，电动汽车上除了利用电压来判断电池充放电状态外，有时可以利用SOC来做为充放电判断的标准，因为SOC是真正反映电池内部电量多少的指标。

传统电池管理系统SOC估算的精度不高，目前使用较多的电流积分法应用中遇到的问题有：动力电池可能在任何一个SOC开始工作，如果初始SOC就有误差，那么这个误差是无法消除的，因为电流积分法是一个纯积分环节，纯积分环节本身无法消除初值带来的误差。因此SOC初值的准确估计直接影响整个电流积分法估计的精度。而且由于电流测量不准，将造成SOC计算误差，长期积累，误差越来越大；在高温状态和电流波动剧烈的情况下，误差更大。所以有必要改进当前锂电池SOC的估算算法。

显然，对于锂离子电池的等效电路参数的检测和精确估算是对于SOC估计准确度的重点。现有的锂离子电池都是1阶等效电路进行估算，实际bms(battery managementsystem)的SOC估算精度较低。而且进行模型估算需要相当大的时间和人力，估算方法也五花八门。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种锂离子电池等效电路数据参数的拟合方法。本发明为了能够准确估计锂离子电池的荷电状态(SOC)，同时对电池实际可用的最大充、放电功率进行预测，在研究电池充、放电过程中的滞回现象的基础上，建立基于电压滞回特性的二阶RC等效电路模型。为了避免因噪声统计特性造成的误差，将卡尔曼滤波算法应用到锂离子电池的SOC估计中，减少了估计过程中的模型误差和算法误差，提高了估计的鲁棒性。将电池电压、电流和SOC的估计值作为联合约束条件预测锂离子电池实际可用的最大充、放电功率，对电池做脉冲充、放电实验，实验分析表明,与混合脉冲功率特性(HPPC)测试方法相比，联合约束算法提高了预测电池功率的准确性。

本发明的目的是提供一种锂离子电池等效电路数据参数的拟合方法，至少包括如下步骤：

S1、确定等效电路模型；具体为：