动力锂电池RC等效模型辨识方法.pdf

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1、动力锂电池RC等效模型辨识方法侯恩广，乔昕，刘广敏，李扬，王知学f山东省汽车电子技术重点实验室山东省科学院自动化研究所，山东济南250014)摘要：针对动力锂电池模型难以准确估算的非线性特性，推导并建立RC电池等效模型方程，通过大量充放电实验数据。应用最小二乘法辨识出模型参数，仿真结果验证了RC等效模型的准确性。关键词：动力锂电池；最小二乘法；RC等效模型；参数辨识中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1002-087X(2014)02—0239—02Identificationofpowerlithium—ionbatterybasedonRCequ

2、iualentcircuitHOUEn—guang，QIAOXin，LIUGuang—rain，LIYang，WANGZhi—xue(ShandongProvincialKeyLaboratoryofAutomotiveElectronicTechnology,instituteofAutomation，ShandongAcademyofSciences,JinanShandong250014，China)Abstract：Theinestimablenonlinearcharacteristicofpowerlithium-ionbatterywascons

3、idered，andthentheequationofRCequiualentcircuitwasdeducedandestablished．Themassivedataofcharge—dischargetestwaspresented．TheaccuracyoftheRCequivalentmodelwasidentifiedandthemodelparametersweredistinguishedbyleast-squaresmethod．Keywords：powerlithium——ionbattery；least-squaresmethod；RCe

4、quiualentcircuit；parameteridentification动力锂电池作为纯电动汽车的动力源，是影响电动汽车整车性能的关键因素，它对行驶里程、加速能力、最大爬坡度会产生直接的影响_1J。电池荷电状态(soc)估计，是电池管理系统研究的核心和难点，动力锂电池的非线性特性使得许多滤波方法难以得到准确的估计结果，因此，必须建立一个合适的Um数学模型来表征电池的外特性。电池模型与动力锂电池的特性一致性越好，那么运用滤波算法对电池的荷电状态进行估计时，就能获得更准确的结果。文献[2-3]的研究表明，Thevenin模型能很好地表征电池静态图1RC等效

5、模型电路图特性及动态特性。本文以Thevenin改进模型——Rc电池等效由图1可得等效电路数学表达式：模型为研究目标，利用拉普拉斯变化，推导数学模型，并采用Upa一+专(1)最小二乘法辨识参数，仿真结果验证了RC等效模型的准确性。uL=Uo。一u一irRo(2)式中：为电池工作电压；为上的电压估计；为1RC等效模型的辨识方程的确定对时间的导数；【为电池开路电压；为电池欧姆内阻；R动力锂电池RC电池等效模型如图1所示，是电池开为电池极化内阻；为等效电容；为充放电电流。路电压，它在同一温度下与SOC有固定的函数关系；是电进行拉普拉斯变换(Laplace)：池欧姆内

6、阻；R是电池极化内阻，它与等效电容c瑚并联构成R()式Laplace变换得s域表达式：()ga()。阻容回路，用于模拟电池在极化的产生和消除过程中所表现出的动态特性。同理，得(2)式s域表达式：UL()=()一Up(s)-ic(s)Ro，即：UL()c()一—!‘()一。t()(3)RCS+1papa收稿日期：2013—06—19式中：S)、uAs)、s)、s)分别是、、、t进行Laplace作者简介：侯恩广(1981一)，男。山东省人，硕士。主要研究方向为变换后的表达式。电动汽车电池管理。2392014．2Vo1．38No．2由放电方案表1可知，在每次放电过

7、程中电流都是恒定表1放电方案的，所以，R0s)是已知。通过充放电数据输出，可以得到充放总安时：2．3715Ah放电次数：10次l时间：2012年9月7日单节放电安时：0．23715Ah记录时间：1S保护电压：2．800V电过程中的电池工作电压UL和与之对应的开路电压。命令指令时间SOC／％备注令：Y(s)=Uo()一UL()一RiL(s)，U=『，，Orest1min10014A213S式中：y(s)、U(s)分别为输出值、输入值的S域表达式。2rest20rain9034A2l3S(3)式可转换为：y(=南U)(4)4rest20min8052A427S由双

8、线性变换公式：=三，丁为采样周期；可得