[发明专利]一种并联型电池系统建模方法

权利要求书

1.一种并联型电池系统建模方法，其特征在于，所述的并联型电池系统由N个支路电池组构成，每个支路电池组由M个电池单体通过串联而成，其中N、M为大于1的自然数；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：检测各支路电池组电流I₁～I_N，并将其作为电池系统容量筛选与校正模块的输入，所述容量筛选与校正模块包括依次连接的N路比较器、N路与操作器及求和器，在容量筛选与校正模块中，检测到的N支路电池组电流I₁～I_N，首先接入N路比较器中，并分别与比较器中的设定值0作比较，进行体现电池不一致性的支路电流筛选，若某一支路电流大于0，则相应该支路经比较器后的输出为1，若某一支路电流等于0，则相应该支路经比较器后的输出为0，然后再将N路比较器的输出接入N路与操作器，再分别与对应支路电池组容量C₁～C_N进行与操作，从而剔除支路电流为0的电池容量，得到筛选后的可用支路电池容量，最后再将各可用支路电池容量经过求和器，进行容量求和，进而产生电池系统当前额定容量C_b；

步骤2：将C_b与电池系统电流测量值I_m共同作为SOC计算模块的输入，在SOC计算模块中，首先由式产生电池系统基本荷电状态SOC_c，而后结合电池荷电状态初始给定值SOC₀，由式SOC_i＝SOC₀-SOC_c得反馈前的电池系统荷电状态SOC_i；

步骤3：利用电压传感器获得电池系统电压测量值U_m，再与电池系统等效模型输出的电池系统端电压U_b共同作为与PI调节器的输入，经PI调节器的比例-积分调节控制后，产生电池系统荷电状态反馈值SOC_r；

步骤4：将反馈前的电池系统荷电状态SOC_i与电池系统荷电状态反馈值SOC_r进行叠加，从而产生电池系统荷电状态SOC；

步骤5：电池系统模型参数模块根据已知的电池单体模型及其模型参数，利用并联电路工作特性构建电池系统模型参数函数关系式，再结合电池系统荷电状态SOC获得各模型参数，最后将各模型参数结合二阶电池等效电路结构来建立电池系统等效模型。

2.根据权利要求1所述的一种并联型电池系统建模方法，其特征在于，所述电池单体等效电路模型为二阶等效电路模型，包括2个RC并联电路、受控电压源U₀(SOC)及电池内阻R，其数学表达式为：

U(t)＝U₀[SOC(t)]-I(t)[R(t)+R_s(t)/R_s(t)jωC_s(t)+R_l(t)/R_l(t)jωC_l(t)]，其中，U₀(SOC)为电池单体开路端电压，R(t)为电池单体内阻，R_s(t)、R_l(t)和C_s(t)、C_l(t)分别为描述电池单体暂态响应特性的电阻、电容，均为电池单体模型参数。

3.根据权利要求2所述的一种并联型电池系统建模方法，其特征在于，所述电池单体模型参数均与SOC相关，SOC的定义为：其中，SOC₀为电池单体SOC初始值，为0～1的常数，C₀为电池单体额定容量；所述电池单体模型参数U₀(SOC)、R_s(t)、R_l(t)和C_s(t)、C_l(t)的计算分别如下：

其中，a₀～a₅、c₀～c₂、d₀～d₂、e₀～e₂、f₀～f₂、b₀～b₅均为模型系数，由电池测量数据经拟合而得。