[发明专利]一种预测锂电池组可输出能量的方法

说明书

为了解决现有水下航行器用锂离子电池组可输出能量预测方法仅提供了电池组可用能量是否满足设定要求的判定依据，而无法准确预测锂电池组可输出能量的技术问题，本发明提供了一种锂离子电池组可输出能量的方法。本发明基于实测数据进行迭代推导得到的电池单体在各放电时刻的工作电压，通过该工作电压与预设的截止电压进行比较，当某个电池单体在某个放电时刻的工作电压达到该截止电压时，利用能量方程计算各电池单体从初始时刻到该放电时刻期间的累计输出能量；通过大量的待测锂电池组，能够得到累计输出能量与电池单体参数之间对应关系数据库，基于该对应关系数据库能够建立可输出能量的预测模型，实现较准确的预测。

技术领域

本发明涉及一种预测锂电池组可输出能量的方法。这里的可输出能量是指锂离子电池组从初始时刻到其中某个电池单体的工作电压达到截止电压时，锂离子电池组中各电池单体的累计输出能量。

背景技术

电动力水下航行器由于其结构和性能等方面较热动力水下航行器有很大优势，近年来发展速度非常快，而动力电池的研究对于水下航行器的发展应用是非常关键的。锂离子电池相比于其它二次电池，其能量密度大、工作电压高、自放电率低、使用维护方便并且无记忆效应，具有其它二次电池无法比拟的优点，目前绝大多数水下航行器都采用锂离子电池作为其动力能源装置。

目前预测水下航行器用锂离子电池组可输出能量的方法有平均电压截止法和最低电压截至法。平均电压截止法代表当电池组的平均电压降低到了设定值时便停止工作。而最低电压截止法表示当电池的单体最低电压降低到了设定值时便停止工作。这两种方法只是提供了判定电池组可用能量是否满足设定要求的依据，无法准确预测锂电池组可输出能量。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决现有水下航行器用锂离子电池组可输出能量预测方法仅提供了电池组可用能量是否满足设定要求的判定依据，而无法准确预测锂电池组可输出能量的技术问题，本发明提供了一种锂离子电池组可输出能量的方法，本发明的方法具有普适性，不但能够准确预测水下航行器用锂离子电池，还能对其余场景(例如电动汽车)用锂离子电池的输出能量进行准确预测。

技术方案

本发明的技术方案如下：

一种预测锂电池组可输出能量的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：选取与待测锂电池组中单体型号相同的电池单体，分别开展脉冲放电实验，获取内阻-SOC变化曲线、内阻-温度变化曲线、开路电压-SOC变化曲线以及开路电压-温度曲线；

步骤2：将内阻-SOC变化曲线、内阻-温度变化曲线结合起来，得到内阻随温度和SOC变化的二元函数；

步骤3：将开路电压-SOC变化曲线、开路电压-温度变化曲线结合起来，得到开路电压随温度和SOC变化的二元函数；

步骤4：获取放电时长Δt内的ΔSOC随温度的变化函数；

步骤5：函数导入

将内阻随温度和SOC变化的二元函数、开路电压随温度和SOC变化的二元函数，以及放电时长Δt内SOC随温度的变化函数导入matlab中；

步骤6：模型构建和初始参数设置

构建待预测电池组的等效电路模型，导入matlab软件中，然后设置好电池组中每个电池单体的初始参数，包括初始内阻R₀、初始SOC₀，初始温度T₀、初始内热源φ₀以及初始开路电压U₀；