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基于分?jǐn)?shù)階阻抗模型的鋰電池荷電狀態(tài)估計(jì)

目前，對(duì)鋰電池荷電狀態(tài)的估計(jì)多是基于各種鋰電池模型，分為等效電路模型和電化學(xué)模型兩類?；诜?jǐn)?shù)階阻抗模型提出了一種估算電池荷電狀態(tài)的新算法，并討論了將其應(yīng)用在汽車電池管理系統(tǒng)中的可能性。

介紹了鋰電池的電化學(xué)阻抗譜和分?jǐn)?shù)階微積分方法。鋰電池的電化學(xué)阻抗譜方法是將一系列不同頻率振幅的正弦波信號(hào)施加在鋰電池上以得到相應(yīng)頻域內(nèi)的電信號(hào)反饋。分?jǐn)?shù)階微積分是研究任意實(shí)數(shù)階微積分的應(yīng)用數(shù)學(xué)，其建立的系統(tǒng)模型更加精確。介紹了鋰電池單電極模型和雙電極模型。建立模型時(shí)，假設(shè)電池正極對(duì)電池電壓的影響最大，并忽略電解質(zhì)對(duì)電池電壓的影響?；阡囯姵氐碾p電極模型提出了鋰電池分?jǐn)?shù)階阻抗模型。介紹了對(duì)鋰電池荷電狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)時(shí)存在的問題。荷電狀態(tài)估計(jì)的目的是為電池可用電荷提供一個(gè)指令，給出進(jìn)行荷電狀態(tài)估計(jì)的初始條件和計(jì)算式。由于電池內(nèi)部容量的損失以及傳感器測(cè)量偏差，因此該估計(jì)方法不能產(chǎn)生準(zhǔn)確的估計(jì)結(jié)果。介紹了初始化誤差補(bǔ)償和靜態(tài)非線性曲線處理技術(shù)，以提高估計(jì)精度。由于鋰電池在使用過程中會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象而引起相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，因此設(shè)計(jì)了兩個(gè)狀態(tài)觀測(cè)器，對(duì)給出的荷電狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行靈敏度分析。結(jié)果顯示，所建立的模型對(duì)電流電壓產(chǎn)生的微小擾動(dòng)魯棒性較強(qiáng)。

J. M. Francisco et al. 2014 International Conference on Fractional Differentiation and Its Applications, Catania June 23- 25, 2014.

編譯：陳丁躍