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鋰電池模型和健康狀態(tài)估計方法

提出了一種新型的等效電路電池模型，并利用試驗數(shù)據(jù)對該模型參數(shù)進(jìn)行估計，同時介紹了估計鋰電池循環(huán)次數(shù)和健康狀態(tài)的方法。

將現(xiàn)有的鋰電池模型分為電化學(xué)模型、統(tǒng)計模型、解析模型和等效電路模型4類。對4類鋰電池模型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析。當(dāng)選用等效電路模型對鋰電池進(jìn)行建模時，該模型可與其它模塊化組件共存以模擬更大的系統(tǒng)。為確定所建立等效電路模型中的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行了相關(guān)試驗，并通過試驗數(shù)據(jù)對參數(shù)進(jìn)行估計。詳細(xì)介紹了所需試驗裝置。試驗使用陶氏柯卡姆生產(chǎn)的鋰離子聚合物電池，容量11Ah。試驗裝置包括可編程直流電源致茂62050P、直流電子負(fù)荷器致茂63297、數(shù)據(jù)采集卡NI9206和NI9213以及系統(tǒng)設(shè)計軟件Labview。通過試驗記錄鋰電池的電壓、電流和溫度等相關(guān)參數(shù)。利用試驗數(shù)據(jù)確定了等效電路電池模型，利用Simulink軟件對所建立的電池模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，平均誤差為0.422%，最大誤差小于3%，兩者結(jié)果較為接近，說明所建立的模型精度較高。介紹了估算循環(huán)次數(shù)的方法，并使用該循環(huán)次數(shù)對電池的健康狀態(tài)進(jìn)行估計。其中，基于鋰電池相對容量的變化曲線和試驗數(shù)據(jù)，利用拉格朗日方法建立一個表示電池循環(huán)次數(shù)與電池健康狀態(tài)的8階多項式。將該估計方法的模擬結(jié)果與真實試驗結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了該估計方法的有效性。

Türev Sar?kurt et al. 2014 IEEE International Energy Conference, Cavtat May 13-16, 2014.

編譯：王祥