一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法
專利匯可以提供一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公布了一種并聯(lián)型 電池 系統(tǒng)建模方法，所述方法如下：根據(jù)已知電池單 體模 型參數(shù)，結(jié)合并聯(lián) 電路 特性構(gòu)建電池系統(tǒng)模型參數(shù)，再檢測(cè)各支路 電池組 電流 ，經(jīng)電池容量篩選與校正模 塊 獲得電池系統(tǒng)當(dāng)前額定容量Cb，并結(jié)合電池系統(tǒng)電流Im由SOC計(jì)算模塊產(chǎn)生電池系統(tǒng)基本 荷電狀態(tài) SOCc，然后與SOC初始值SOC0 疊加 得新的 電池荷電狀態(tài) SOCi，再與PI調(diào)節(jié)器輸出的反饋值SOCr相加，產(chǎn)生電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)SOC，結(jié)合電池系統(tǒng)模型參數(shù)獲得各模型參數(shù)，最后建立電池系統(tǒng)等效模型。本發(fā)明所建的并聯(lián)型電池系統(tǒng)模型可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)并聯(lián)型電池系統(tǒng)放電特性，其建模方法可適用于電池 單體 或模塊并聯(lián)成組場(chǎng)合。，下面是一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法，其特征在于，所述的并聯(lián)型電池系統(tǒng)由N個(gè)支路電池組構(gòu)成，每個(gè)支路電池組由M個(gè)電池單體通過(guò)串聯(lián)而成，其中N、M為大于1的自然數(shù)；
所述方法包括如下步驟：
步驟1：檢測(cè)各支路電池組電流I1～I(xiàn)N，并將其作為電池系統(tǒng)容量篩選與校正模塊的輸入，所述容量篩選與校正模塊包括依次連接的N路比較器、N路與操作器及求和器，在容量篩選與校正模塊中，檢測(cè)到的N支路電池組電流I1～I(xiàn)N，首先接入N路比較器中，并分別與比較器中的設(shè)定值0作比較，進(jìn)行體現(xiàn)電池不一致性的支路電流篩選，若某一支路電流大于0，則相應(yīng)該支路經(jīng)比較器后的輸出為1，若某一支路電流等于0，則相應(yīng)該支路經(jīng)比較器后的輸出為0，然后再將N路比較器的輸出接入N路與操作器，再分別與對(duì)應(yīng)支路電池組容量C1～CN進(jìn)行與操作，從而剔除支路電流為0的電池容量，得到篩選后的可用支路電池容量，最后再將各可用支路電池容量經(jīng)過(guò)求和器，進(jìn)行容量求和，進(jìn)而產(chǎn)生電池系統(tǒng)當(dāng)前額定容量Cb；
步驟2：將Cb與電池系統(tǒng)電流測(cè)量值Im共同作為SOC計(jì)算模塊的輸入，在SOC計(jì)算模塊中，首先由式 產(chǎn)生電池系統(tǒng)基本荷電狀態(tài)SOCc，而后結(jié)合電池荷電狀態(tài)初始給定值SOC0，由式SOCi＝SOC0-SOCc得反饋前的電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)SOCi；
步驟3：利用電壓傳感器獲得電池系統(tǒng)電壓測(cè)量值Um，再與電池系統(tǒng)等效模型輸出的電池系統(tǒng)端電壓Ub共同作為與PI調(diào)節(jié)器的輸入，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器的比例-積分調(diào)節(jié)控制后，產(chǎn)生電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)反饋值SOCr；
步驟4：將反饋前的電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)SOCi與電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)反饋值SOCr進(jìn)行疊加，從而產(chǎn)生電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)SOC；
步驟5：電池系統(tǒng)模型參數(shù)模塊根據(jù)已知的電池單體模型及其模型參數(shù)，利用并聯(lián)電路工作特性構(gòu)建電池系統(tǒng)模型參數(shù)函數(shù)關(guān)系式，再結(jié)合電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)SOC獲得各模型參數(shù)，最后將各模型參數(shù)結(jié)合二階電池等效電路結(jié)構(gòu)來(lái)建立電池系統(tǒng)等效模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法，其特征在于，所述電池單體等效電路模型為二階等效電路模型，包括2個(gè)RC并聯(lián)電路、受控電壓源U0(SOC)及電池內(nèi)阻R，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
U(t)＝U0[SOC(t)]-I(t)[R(t)+Rs(t)/Rs(t)jωCs(t)+Rl(t)/Rl(t)jωCl(t)]，其中，U0(SOC)為電池單體開路端電壓，R(t)為電池單體內(nèi)阻，Rs(t)、Rl(t)和Cs(t)、Cl(t)分別為描述電池單體暫態(tài)響應(yīng)特性的電阻、電容，均為電池單體模型參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法，其特征在于，所述電池單體模型參數(shù)均與SOC相關(guān)，SOC的定義為： 其中，SOC0為電池單體SOC初始
值，為0～1的常數(shù)，C0為電池單體額定容量；所述電池單體模型參數(shù)U0(SOC)、Rs(t)、Rl(t)和Cs(t)、Cl(t)的計(jì)算分別如下：
其中，a0～a5、c0～c2、d0～d2、e0～e2、f0
～f2、b0～b5均為模型系數(shù)，由電池測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)擬合而得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法，其特征在于，所建立并聯(lián)型電池系統(tǒng)模型為二階等效電路模型，由基爾霍夫定律KVC得電池模型表達(dá)式為：U(t)＝Ub0[SOC(t)]-Ib(t)Zb(t)；式中，Ub0(SOC)電池系統(tǒng)的開路端電壓，電池系統(tǒng)的阻抗Zb(t)計(jì)算如下：
式中，Rb(t)為電池系統(tǒng)內(nèi)阻，Rbs(t)、
Rbl(t)和Cbs(t)、Cbl(t)分別為描述電池系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)特性的電阻、電容，以上各模型參數(shù)由電池系統(tǒng)模型參數(shù)利用并聯(lián)電路工作特性及電池單體模型參數(shù)來(lái)獲得：Ub0(SOC)＝MU0(SOC)、
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法，其特征在于，所述電池為鋰電池、鉛酸電池或鎳鎘電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法，其特征在于，所述并聯(lián)型電池為電池單體、電池模塊或電池組的并聯(lián)成組方式。
一種并聯(lián)型電池系統(tǒng)建模方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)明內(nèi)容
d2、e0～e2、f0～f2、b0～b5均為模型系數(shù)，可由電池測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)擬合而得。
阻，Rbs(t)、Rbl(t)和Cbs(t)、Cbl(t)分別為描述電池系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)特性的電阻、電容，以上各模型參數(shù)可由電池系統(tǒng)模型參數(shù)模塊(2)利用并聯(lián)電路工作特性及電池單體模型參數(shù)來(lái)獲得：Ub0(SOC)＝MU0(SOC)、
具體實(shí)施方式
0.915、-40.867、3.632、0.537、-0.499、0.522，c0～c2取值分別為0.1063、-62.49、0.0437，d0～d2取值分別為-200、-138、300，e0～e2取值分別為0.0712、-61.4、0.0288，f0～f2取值分別為-3083、-180、5088，b0～b5取值分別為-0.1463、-30.27、0.1037、0.0584、0.1747、0.1288。
數(shù)(2)利用并聯(lián)電路工作特性及電池單體模型參數(shù)來(lái)獲得：Ub0(SOC)＝U0(SOC)、Cbs(t)＝2Cs(t)、 Cbl(t)＝2Cl(t)。
5-2可知，整個(gè)放電過(guò)程中，校正后的電壓誤差比校正前的電壓誤差值小很多，尤其是SOC初始值小的電池單體提前放電結(jié)束后(約為2240秒)，進(jìn)一步表明本發(fā)明所建立的電池模型能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)并聯(lián)型電池系統(tǒng)的工作特性。
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