[发明专利]一种动力电池组极限功率的模型反推动态算法

摘要

本发明公开了一种动力电池组极限功率的模型反推动态算法，用于通过数学模型推算电池的电动势，避免了极限功率估值受电池的荷电状态精度的影响，它包括下述步骤采用电池的Thevenin等效电路建立单体电池的极化电压模型和单体电池的端电压模型；根据HPPC实验测试计算出电池直流电阻R、极化参数Rp和τ，并通过SOC与温度建立对应关系；由当前采样的电压值U(t)和电流I(t)计算出当前的EMF(t)；根据Up(t)计算脉冲时间后的极化电压Up(t+dt)；根据EMF(t)和Up(t+dt)推算极限电流I和极I；并与系统设计要求值Imax比较，选择较小的电流推算脉冲时间后的电压值U(t+dt);计算极限功率P和充电极限功率P。

主权项

一种动力电池组极限功率的模型反推动态算法，用于通过数学模型推算电池的电动势，进而计算出极限功率值，其特征在于包括下述步骤：A)采用电池的Thevenin等效电路建立某时刻单体电池的极化电压模型Up(t)＝Up(t‑dt)×exp(‑dt/τ)+I(t)×Rp(t)×(1‑exp(‑dt/τ))和单体电池的端电压模型U(t)＝EMF(t)‑H(t)‑Up(t)‑R(t)×I(t)，其中，Up(t)是极化电压，Rp(t)是极化内阻，I(t)是电池的负载电流，R(t)是电池直流电阻，τ是极化时间常数，τ＝Rp×C，EMF(t)是电池的电动势，U(t)是电池的端电压，H(t)是迟滞电压；B)根据HPPC实验测试计算出电池直流电阻R，根据所述极化电压模型拟合极化参数Rp和τ，并通过电池的荷电状态与温度建立对应关系；C)由当前采样的电压值U(t)和电流I(t)，根据电池的端电压模型U(t)＝EMF(t)‑H(t)‑Up(t)‑R(t)×I(t)反推算出当前的EMF(t)，在放电时EMFmin(t)＝Vmin(t)+Up(t)+R(t)×I(t)+H(t)，充电时EMFmax(t)＝Vmax(t)+Up(t)+R(t)×I(t)+H(t)，其中，Vmax(t)是实时采样的单体电池的最高电压，Vmin(t)是实时采样的单体电池的最低电压；D)根据当前的极化电压和极化电压模型计算脉冲时间后的极化电压Up(t+dt)；E)根据EMF(t)、极化电压Up(t+dt)和预知达到的规格电压VMIN和VMAX推算放电极限电流和充电极限电流Imaxdis=Vmin(t)+Up(t)+H(t)+R(t)×I(t)-H(t+dt)-Up(t)×exp(-dtτ)-VMINRp(t)×(1-exp(-dtτ)+R(t)]]>同理我们可以得出充电电流值：Imaxchg=Vmax(t)+Up(t)+H(t)+R(t)×I(t)-H(t+dt)-Up(t)×exp(-dtτ)-VMAXRp(t)×(1-exp(-dtτ)+R(t)]]>其中，VMIN是单体电池规格最低电压，VMAX是单体电池规格最高电压；F)将极限电流值和与系统设计要求值Imax比较，选择较小的电流代入计算式，放电时，如果则值设定为Imax，此时Udis(t+dt)>VMIN，则Udis(t+dt)=Vmin(t)+H(t)+Up(t)+R(t)+I(t)-H(t+dt)+Up(t)×exp(-dt/τ)+Imaxdis×Rp(t)×(1-exp(-dt/)τ))-Imaxdis×R(t)]]>如果Udis(t+dt)＝VMIN同理，充电时，如果则值设定为Imax，Uchg(t+dt)=Vmax(t)+H(t)+Up(t)+R(t)×I(t)-H(t+dt)+Up(t)×exp(-dt/τ)+Imaxchg×Rp(t)×(1-exp(-dt/τ)))-Imaxchg×R(t)]]>如果Uchg(t+dt)＝VMAX；G)再利用推算好的极限电流和及Udis(t+dt)和Uchg(t+dt)计算放电极限功率和充电极限功率其中，Ns是电池组串数，Np是电池组并数。