三种常用动力锂电池模型分析与比较

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1、第53卷第5期农业装备与车辆工程2015年5月Vol.53No.5AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGMay2015doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2015.05.009三种常用动力锂电池模型分析与比较121姬伟超，傅艳，罗钦（1.400074重庆市重庆交通大学机电学院；2.611730四川省成都市四川红光汽车机电有限公司技术中心）[摘要]为了获得更优的用于电动汽车荷电状态(SOC)估计的动力锂电池模型，分别针对美国新一代汽车合作伙伴计划(PNGV)模型、Thevenin模型、U

2、niversal模型三种常用的适合于锂电池SOC估计的非线性模型在特定放电工况下利用matlab/simulink进行建模、参数辨识和仿真，依据实验结果分析比较其模型精确度、响应特性以及应用可行性。最终综合比较得出PNGV模型精度更高、鲁棒性强，也更加适合实践应用的结论。[关键词]动力锂电池；荷电状态；非线性模型；参数辨识；分析比较[中图分类号]TM912.9[文献标识码]A[文章编号]1673-3142(2015)05-0037-05ComparisonandAnalysisofThreeTypesofLithium-ionBatteryMode

3、ls121JiWeichao,FuYan,LuoQin（1.CollegeofMechanicalandAutomotiveEngineering,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China;2.SichuanHongguangAutoMachineryElectronicCompany,ChengduCity,SichuanProvince611700,China）[Abstract]Tofigureouthowtochoosebatterymodelsforthestateofcharge

4、estimationofelectricvehicles,modeling,parameteridentificationandsimulationwererespectivelycarriedoutwithMatlab/Simulinktothreetypesofnon-linearmodelsnamelyPNGVmodel,TheveninmodelandUniversalmodelsuitableforLithium-ionbatterySOCestimationinspecialworkconditions,andtheprecision,

5、responsecharacteristicsandavailabilityforapplicationwereanalyzedandcomparedbasedontheexperimentresults.Finally，itwasconcludedthatPNGVmodelwasmorepreciseandmoresuitableforapplication.[Keywords]lithium-ionbattery；stateofcharge；non-linearmodel；parameteridentification；comparisonan

6、danalysis电池荷电状态（StateofCharge，简称SOC）子单体电池(10Ah/3.6V）为研究对象进行具体是电动汽车重要的性能参数之一，而正确的模型分析,测试系统为方驰电子电池测试系统。是获取高精度实时SOC估计的关键因素。目前1模型原理说明常用的锂模型一般有混合经验模型、等效电路模[1]1.1PNGV模型型、神经网络模型等线性模型和非线性模型，这些模型在模型参数辨识、模型精度、模型应用多种等效电路模型中,PNGV模型具有较为等方面有诸多不同。由于电池是一种高度非线性明确的物理意义，模型辨识参数易于获取，结果化的电化学系统，非线性的

7、锂电池模型成为研究、精确度高。PNGV模型电路结构如图1所示。[2-3]R应用的首选。o-本文就从非线性模型角度选择PNGV模型、I+UbCbLThevenin等效电路模型和Universal模型三种模+ULUocRp型进行比较分析，力求获得在精确度和实用性方-向都具有优越性能的SOC估计模型。PNGV模型Cp-+Up由于具有较为清晰的物理意义，模型参数辨别容易，为多数研究者采用，近年来Thevenin模型和图1PNGV模型等效电路Fig.1PNGVequivalentcircuitmodelUniversal模型也为国内外较多研究者所采用和研究。

8、本文选用国内某公司生产的电动汽车用锂离图1中：R0——电池等效内阻；UOC——开路电压；Rp——内部等效极化电阻；Cp——