纯电动汽车用锂离子电池的建模和模型参数识别.pdf

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1、第25卷第1期电力科学与技术学报Vo1．25N0．12010年3月JoURNALOFEIECTRICP0WERSCIENCEANDTECHN0LOGYMar．201O纯电动汽车用锂离子电池的建模和模型参数识别姜久春，文锋，温家鹏，郭宏榆，时玮(北京交通大学电气工程学院。北京100044)摘要：极化电压是电池状态估算的重要参数，但不能直接测量．采用阻容模型分析，指出极化电压模型阶次与极化深度密切相关，提出一种极化电压的快速识别方法，给出变电流放电情况下电池的去极化时间和容量的计算方法，并采用FUDS模拟工况对新、旧

2、电池和不同厂家的电池进行测试，验证了该方法的有效性和可行性，为电池状态的准确估算提供了数据支持．关键词：锂离子电池；数学建模；模型参数识别；去极化；最小二乘法拟合中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1673—9140(2010)01—0067—08Li·-ionbatterymodelingandon·-linemodelparametersidentificationforPEVJIANGJiu—chun，WENFeng，WENJia—peng，GUOHong-yu，SHIWei(SchoolofEl

3、ectricalEngineeringofBeijingJiaotongUniversity．Beijing100044，China)Abstract：Polarizationvoltageisanimportanceparameterforbatterystatusestimation，whereas，itcan’tbemeasureddirectly．The，resistance-capacitormodelisadoptedforpolarizationvoltagemodeling，acloseconne

4、ctionbetweentheorderofpolarizationvoltagemodelandpolarizationdepthisthenpointedout，andafastpolarizationvoltageidentificationmethodisproposedinthispaper．Thecalculationmethodforbatterydepolarizationtimeandcapacityispresentedintheconditionofchangingcurrentdischa

5、rge．Themethod’SvalidityandfeasibilityfornewandagedbatteriesofdifferentmanufactoriesareverifiedbyFUDSsimulations．Theresultsprovidedatasupportfortheestimationofbatterystatus．Keywords：Li—ionbattery；mathematicsmodeling；modelparametersidentification；depolariza—tio

6、n；least-square-methodfitting出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府电动汽车以其能真正实现“零排放”而成为电动汽车和汽车制造商的推动下得到了快速的发展，其中纯的重要发展方向．锂离子电池以其优良的性能成为收稿日期：2O10一O3—10基金项目：国家高技术研究发展计划(“863”计划)(2007AA1IA103)通讯作者：姜久春(1973一)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事电动汽车及储能电池管理系统及充电技术、风能太阳能以及分布式发电系统的研究E-mall：jcjiang~bjtu．

7、edu．en68电力科学与技术学报2010年3月新一代电动汽车的理想动力源，但由于抗滥用能力差，锂离子电池在电动汽车上使用的安全性和寿命是人们关注的焦点．电池模型是电池状态估算、性能分析、科学评价和高效使用的基础，是从电池外部特性到内部状态的桥梁，历来受到研究人员的重视和广泛关注．电化学研究人员建立了多种能对电池性Rn能进行全面描述的电化学模型[1]，但由于计算复图1电池的模型杂，与电池的材料、配方和工艺等参数密切相关，所Figure1Basicmodelofbattery以难以实现；电学研究人员提出了便于系统仿

8、真和验证的电学模型[3。。．但在实车运行过程中，电池工2极化电压阻容建模作电流大且变化快，模型参数识别精度很难保证，所以电池模型及其参数多是出厂前在试验平台上离线依据极化电压的恢复特性，常采用RC模型对测试得到．在实际使用时发现：电池的模型阶次与极电池的极化电压进行建模．采用一阶RC模型对极化深度密切相关，模型参数随着S0C、工况以及老化化电压进行建模时，电池模型变形如图