[发明专利]基于DP-RC模型的电池功率估计方法及装置

说明书

本发明提供一种基于DP‑RC模型的电池功率估计方法及装置，所述方法包括以下步骤：对待测锂电池进行间断脉冲充放电测试，得到荷电状态与开路电压的关系；根据预先建立的DP‑RC等效电路模型所对应的电压电流关系式以及所述荷电状态与开路电压的关系，对所述待测锂电池进行混合脉冲功率特性测试，通过预设规则得到不同荷电状态下DP‑RC等效电路模型的模型参数；将不同荷电状态下DP‑RC等效电路模型的所述模型参数代入所述电压电流关系式中，通过模拟锂电池的恒功率充放电响应，计算所述待测锂电池在该荷电状态下的最大使用功率。本发明提供的基于DP‑RC模型的电池功率估计方法及装置，准确估计待测锂电池的功率。

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种基于DP-RC模型的电池功率估计方法及装置。

背景技术

近年来，随着电动汽车行业的蓬勃发展，作为电动汽车动力来源的锂离子电池的能量密度越来越高，功率越来越大，这使得锂离子电池组需要串联的电池单体数量也越来越多。在电池组的长期使用过程中，组成电池组的多个锂离子电池可能存在一致性较差而导致个别电池出现过充或过放的现象，进而引起电池组整体性能的下降，甚至会引起不可逆的严重失效或安全问题，威胁驾驶员与乘客的人身安全。因此对于电池组来说，电池管理系统必不可少。电池组的功率状态是表征其工作状态的重要参数之一，因此电池管理系统需要对电池组的功率状态进行准确估计。由于电池组的功率是有限的，如果负载功率超过了电池所能释放的极限，电池将会被过放，会对电池寿命造成严重损害甚至酿成安全事故。电池组在充电时也会面临着同样的问题。这就需要BMS(Battery Management System，电池管理系统)对电池组的最大充放电功率进行估算，进而对电池组的充放电功率进行限制。

电池的功率状态无法通过直接测量得到，只能通过测量电池的电压与电流等参考量，再结合相关电池模型与算法进行在线估计，目前，多采用等效电路模型进行在线估计，等效电路模型由于具有计算量小，结构简单、易于实现等优点，更适用于BMS开发的研究。通常情况下，等效电路模型通过增加RC回路来提高估计精度，然而随着RC回路的增加，参数估计难度与计算量会大幅提升，目前能够兼顾估计精度与计算量的等效电路模型为二阶RC模型。但传统的二阶RC模型未考虑电池在充放电状态下的滞回效应，导致无法准确模拟电池充电、放电过程，使得模型参数估计不准确，从而造成电池功率估计不准确。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种基于DP-RC模型的电池功率估计方法及装置，能更加准确的估计待测锂电池的功率。

本发明提出一种基于DP-RC模型的电池功率估计方法，包括以下步骤：

对待测锂电池进行间断脉冲充放电测试，得到荷电状态与开路电压的关系；

根据预先建立的DP-RC等效电路模型所对应的电压电流关系式以及所述荷电状态与开路电压的关系，对所述待测锂电池进行混合脉冲功率特性测试，通过预设规则得到不同荷电状态下DP-RC等效电路模型的模型参数；其中，所述DP-RC等效电路模型包括充电回路和放电回路；所述模型参数包括所述充电回路和放电回路中的电阻和电容；

将不同荷电状态下DP-RC等效电路模型的所述模型参数代入所述电压电流关系式中，通过模拟锂电池的恒功率充放电响应，计算所述待测锂电池在该荷电状态下的最大使用功率。

进一步地，所述放电回路包括放电第一极化回路和放电第二极化回路；所述充电回路包括充电第一极化回路和充电第二极化回路；所述电压电流关系式包括：

放电过程：

U_O＝U_OC-U_D1-U_D2-I_DR_D0；