电池离线参数辨识方法详解

电池离线参数辨识方法详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/xsnhj/article/details/139066641

电池参数辨识是电池管理系统中的关键技术之一，准确的电池模型参数对于提高电池性能预测和延长电池寿命具有重要意义。本文采用二阶RC电路模型，通过HPPC（Hybrid Pulse Power Characterization）测试方法，详细介绍了电池离线参数辨识的具体步骤和计算方法。

电池模型确定

综合模型精度与工程应用复杂度分析，采用二阶RC电路模型，能在较小的计算量下得到更好的精度。等效电路如图1所示。

图1、二阶RC等效电路模型

HPPC测试

在上一篇已经详细介绍过电池充放电测试的具体流程，通过HPPC实验获得电池的电压工作曲线如图2所示，电流工作曲线如图3所示。获得的HPPC试验数据用于磷酸铁锂电池二阶Thevenin等效电路模型的参数离线辨识。HPPC试验即在电池不同SOC处进行脉冲充放电试验，放电瞬间对应的电压下降值可以被用来辨识电池内部的欧姆内阻，脉冲中的短暂放电过程对应电工学上容阻环的零状态响应，放电后的静置对应电工学上容阻环的零输入响应。

图2、HPPC电压曲线

图3、HPPC电流曲线

摘取图二电压曲线其中一部分电压响应曲线，如图4所示

图4、脉冲试验电压响应曲线

图4中A点为加载放电电流的时刻，C点为放电结束的采样时刻，E点为端电压趋于稳定的时刻。

AB端的电压降用来计算等效电路中的欧姆内阻R0，如式（1）所示。

（1）

D点到E点是电池极化反应导致电压缓慢上升，对D点到E点进行指数拟合就可以求出R1、R2、C1、C2的值;D点到E点的电压响应为零输入响应，起电压表达式如式（2）所示。

（2）

SOC为90%时使用matlab对D点到E点进行指数拟合，如图5所示。

图5、指数拟合

其中函数表达式如式（3）所示

（3）

式（3）对应式（2），可得出

通过MATLAB拟合工具，拟合结果如图6所示：

图6、拟合结果

其中a为U0是当前开路电压值，由实验数据可得出a=3.3258；通过公式计算可以得出电池的电容电阻；公式如图7所示

图7、计算公式

上述求出电池SOC为90%时的参数，更改不同电压段得出其他SOC值时的参数；参数辨识结果如表1。