[发明专利]一种锂离子电池三阶RC等效电路模型参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池三阶RC等效电路模型参数辨识方法，包括：建立锂离子电池的三阶RC等效电路模型；获取锂离子电池开路电压U_oc与SOC间的关系；采用新型参数辨识工况对锂离子电池进行测试，获取锂离子电池测试数据；根据锂离子电池测试数据，使用基于特定约束条件的递推最小二乘法辨识电池模型参数。本发明通过在新型参数辨识工况下获取特定约束条件，基于特定约束条件使用递推最小二乘法辨识三阶RC等效电路模型参数，能够降低辨识难度，并且准确辨识模型参数；相比使用递推最小二乘法基于HPPC测试数据辨识构建的二阶等效电路模型，本发明构建的电池模型具有更高的模型精度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种应用于锂离子电池管理系统的锂离子电池三阶RC等效电路模型参数辨识方法。

背景技术

电池的荷电状态是电池管理系统制定均衡策略的重要依据之一，但锂离子电池内部的电化学反应复杂多变，其SOC(State of charge，荷电状态)无法直接测量获取，仅能基于电池相关物理量通过一定方法估算获得。基于模型法是目前常用的SOC估算方法，该类方法使用电池模型搭配合适的估计方法获取电池SOC，其估算精度与电池模型精度直接相关。

目前广泛使用的电池模型主要分为电化学模型与等效电路模型。电化学模型主要利用化学与物理领域的知识，通过数学形式表现锂离子电池内部再使用过程中的细微变化，但是该类模型的结构较为复杂，在实际应用中需经过化简才能使用。等效电路模型利用电路网络描述电池外特性，其一般由电压源、电阻、电容等电路元件组成。相比于电化学模型，等效电路模型的结构简单，便于计算，被广泛应用于电池管理系统研究中。

RC等效电路模型是锂离子电池等效电路模型中的常用模型之一，其由一个理想电压源、一个定值电阻和若干个RC并联环节组成。通常RC环节的数量表示模型的阶数，阶数的增加会提高模型的精度，但模型的参数辨识难度也会大幅度增加。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种锂离子电池三阶RC等效电路模型参数辨识方法，其通过在新型参数辨识工况下获取特定约束条件，基于特定约束条件使用递推最小二乘法辨识三阶RC等效电路模型参数，能够降低辨识难度，并且准确辨识模型参数。

本发明公开了一种锂离子电池三阶RC等效电路模型参数辨识方法，包括：

步骤1、建立锂离子电池的三阶RC等效电路模型；

步骤2、获取锂离子电池开路电压U_oc与SOC间的关系；

步骤3、采用新型参数辨识工况对锂离子电池进行测试，获取锂离子电池测试数据；

步骤4、根据所述锂离子电池测试数据，使用基于特定约束条件的递推最小二乘法辨识电池模型参数。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，

所述锂离子电池的三阶RC等效电路模型由一个受控电压源、三个RC环节和一个欧姆内阻R₀串联组成。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2，具体包括：

步骤3.1、对满电状态电池以一恒定倍率间断性进行放电并充分静置，获取电池的开路电压U_oc与SOC数据；

步骤3.2、采用最小二乘法拟合开路电压U_oc与SOC间的关系，获得开路电压U_oc与SOC间的函数关系。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤3中，

所述新型参数辨识工况包括电流变化的A部分和电流稳定不变的B部分。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4，具体包括：