[发明专利]一种新型的磷酸铁锂电池PNGV等效电路模型及参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种新型的磷酸铁锂电池PNGV等效电路模型及参数辨识方法，包括等效模型数学表达方程的确定、等效模型参数的获取以及最小二乘法参数辨识。该模型在原有电池模型的基础上多并联了一组RC回路，如此一来可以更精确的表示出磷酸铁锂电池的物理状态和动态特性，进而缩小构建等效电池模型随着时间累积产生的误差。在两组RC环节中，相对较小的时间常数描述的是在电极往返穿梭过程中锂离子所遇到的阻抗，另外相对较大的时间常数描述的是锂离子在极板材料之间扩散的时候所受到的阻抗。除此以外二阶模型方便数学计算，可以有效提高SOC估算能力。

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池控制领域，具体来讲涉及一种新型的磷酸铁锂电池PNGV等效电路模型及参数辨识方法。

背景技术

动力锂电池组是纯电动汽车可靠的能量来源，其性能的好坏直接影响到纯电动汽车的续航能力。在纯电动汽车动力电池的研究过程中，电池管理系统(Battery ManagementSystem,BMS)在当前面临着一个技术瓶颈：如何精确的估算出实际动力电池组的剩余电量(State of Charge,SOC)。对电池系统而言，建立合适且准确度高的电池等效模型是提高SOC估算能力的有效途径。因此，分析动力锂电池组的工作特性，建立合适且精准的电池等效模型，深刻研究模型参数辨识方法，对于电动汽车系统而言具有十分重要的研究价值。

发明内容

因此，为了精确估算出实际动力电池组的剩余电量，本发明提出一种新型的磷酸铁锂电池PNGV等效模型及参数辨识方法。

本发明是这样实现的，构造一种新型的磷酸铁锂电池PNGV等效电路模型，其特征在于：该模型在原有电池模型的基础上多并联了一组RC回路，如此一来可以更精确的表示出磷酸铁锂电池的物理状态和动态特性，进而缩小构建等效电池模型随着时间累积产生的误差。

一种新型的磷酸铁锂电池PNGV等效电路模型的参数辨识方法，其特征在于：对单个HPPC循环实验电流电压变化规律图进行了具体分析，可以根据其特征来完成改进型PNGV模型的参数辨识；具体按照如下方式实现；

所述新型的磷酸铁锂电池PNGV等效电路模型中的R₁、R₂、R₃、C₂、C₃五个参数都可以依据实验分析和相关参数辨识所获得；根据改进后的电池等效模型得到端电压和电流的数学表达式如式：

U_L＝U_OCV-I_LR₁-U_P1-U_P2

在构建了磷酸铁锂电池改进型PNGV的等效电路模型之后，下一步通过相应的测试实验进行等效模型参数的获取；

首先，对选用的单体磷酸铁锂电池进行电池特性的标准测试，其数据测试方案如下：

(1)将电池实验温度设定为恒定25℃；

(2)对电池进行标准充放电实验；首先以0.2C(240mA)的充电电流对实验电池进行恒流充电，电池电压缓慢上升直至3.6V时进行恒压充电，经过一段时间后电流缓慢下降，当充电电流数值约为0.05C(60mA)时，可以认为充电过程已经结束；在电池标准充电实验之后，同样以0.2C(240mA)的放电电流对实验电池进行放电处理，当电池两端电压为2.0V时，其放电实验结束；将电池静置1h后，用标准充电的方式将电池再次充满电；