CN111506977A - 一种动力电池建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池建模方法，包括获取电池的动态充电性能和动态放电性能；提取电池充电时的模型参数和放电时的模型参数；根据电池充电和放电的模型参数进行建模，本发明根据激励电流的正负，使模型分别调用电池的放电参数和充电参数，仿真电池在充放电条件下的不同性能而不需要增加额外的计算量，模拟动力电池在动态工况下的性能，有效提高了仿真精度，并减少了建模工作量，同时建模工作简单易操作，有利于快速展开相关的开发工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力电池建模方法，适用于电池建模技术领域。
背景技术
动力电池是新能源汽车的核心部件之一，在建立整车模型、预测电池性能、开发电池管理系统等领域，普遍需要对动力电池进行建模。如何在保证质量的前提下，快速搭建动力电池模型，确保仿真精度、提高仿真效率，是每个新能源汽车、动力电池、电池管理系统生产商所关注的问题。
现有电池模型中，RC等效电路模型应用最为广泛，通常采取的手段是基于测试数据，提取参数模型，应用模型对电池的动态性能进行仿真，在仿真过程中通常忽略动力电池的充放电性能差异，该处理方法虽然减少了计算量并降低了模型复杂度，但会影响动力电池的动态仿真精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力电池建模方法，在不增加模型复杂度和计算量的前提下，区分电池的充放电性能，提高仿真精度。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种动力电池建模方法，包括：
获取电池的动态充电性能和动态放电性能；
提取电池充电时的模型参数和放电时的模型参数；
根据电池充电和放电的模型参数进行仿真。
进一步地，所述获取电池的动态充电性能参数和动态放电性能参数的具体方法为：
根据电池的实际工况确定待测电池多个不同的电流倍率和工作温度；
组合多个不同的电流倍率和工作温度并分别对电池进行测试；
获取不同测试状态下电池的动态充电性能和动态放电性能。
进一步地，所述获取电池的充电性能和放电性能的具体方法为：采取多个脉冲充电方法获取电池的动态充电性能数，采用多脉冲放电方法获取电池的动态放电性能。
进一步地，所述提取电池充电时的模型参数和放电时的模型参数的具体方法为：利用电池的特性曲线和等效电路模型，提取电池在不同温度和电流倍率测试下的充电性能参数和放电性能参数。
进一步地，所述根据电池充电和放电的模型参数进行仿真的具体方法为：
构建等效电路模型，设定电池放电时电流为正，充电时电流为负；
根据激励电流的正负，判断当前使用充电模型参数还是放电模型参数；
通过充电参数或者放电参数对电池进行仿真。
进一步地，所述通过充电参数或者放电参数对电池进行仿真的具体方法为：若是充电模型参数，则对电池的充电进行建模，若是放电模型参数，则对电池放电进行建模。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：本发明根据激励电流的正负，使模型分别调用电池的放电参数和充电参数，仿真电池在充放电条件下的不同性能而不需要增加额外的计算量，模拟动力电池在动态工况下的性能，有效提高了仿真精度，并减少了建模工作量，同时建模工作简单易操作，有利于快速展开相关的开发工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他附图。
图1是本发明的工作流程结构示意图。
具体实施方式
结合图1，一种动力电池建模方法，包括以下步骤：
步骤一、根据电池的实际工况确定待测电池多个不同的电流倍率（倍率1、倍率2、…、倍率n）和工作温度（温度1、温度2、…、温度m）；组合多个不同的电流倍率和工作温度并分别对电池进行测试，具体如下：
将电池置于恒温箱，设置温度等于温度1，保持温度不变，使用电流倍率1，分别测量电池的充电动态性能和放电动态性能；
保持温度不变，使用电流倍率2、3、…、n，完成温度1下，所有倍率的充电和放电动态测量；依此类推，调整恒温箱温度，分别在温度2、3、…、m下，重复以上步骤，完成所有条件下的测试。
采取多个脉冲充电方法获取电池的动态充电性能数，采用多脉冲放电方法获取电池的动态放电性能。其中脉冲宽度可根据需求调整，脉冲之间需要长时间搁置，一般大于等于一个小时，该方法可以在一次测试中同时获得电池的动态响应特性和静态特性。
步骤二、利用电池的特性曲线和等效电路模型，提取电池在不同温度和电流倍率测试下的充电模型参数和放电模型参数，根据测试获得的电池性能，可以使用MATLAB提供的参数评估工具（Parameter Estimation tool），利用电池的特性曲线和基于simulink的等效电路模型，分别提取电池在指定温度和电流倍率下的充电模型参数和放电模型参数（未测量的中间温度和放电倍率下的参数采用插值的方法获得），等效电路模型包含电压源、等效内阻和RC回路，可根据仿真精度的要求，增加或减少RC回路的个数，除此之外，模型中不需要额外添加阻抗等其他电路元件，即图1所示的Em、R0、R1、C1、R2、C2、R3、C3等参数值。
步骤三、通过提取的充电模型参数和放电模型参数构建等效电路模型，设定电池放电时电流为正，充电时电流为负；
根据激励电流的正负，判断当前使用充电模型参数还是放电模型参数；
根据建模需要调用充电模型参数或放电模型参数实现建模，模拟电池在变化的温度和电流情况下，电池的输出特性，获得一种区分充放电特性的高精度仿真模型。
本发明可以在不增加模型复杂度和计算量的前提下，模拟动力电池在动态工况下的性能，仿真输出电压的平均误差2mV，最大误差36mV，有效提高了仿真精度，并减少了建模工作量
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种动力电池建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取电池的动态充电性能和动态放电性能；
提取电池充电时的模型参数和放电时的模型参数；
根据电池充电和放电的模型参数进行建模。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池建模方法，其特征在于，所述获取电池的动态充电性能参数和动态放电性能参数的具体方法为：
根据电池的实际工况确定待测电池多个不同的电流倍率和工作温度；
组合多个不同的电流倍率和工作温度并分别对电池进行测试；
获取不同测试状态下电池的动态充电性能和动态放电性能。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池建模方法，其特征在于，所述获取电池的充电性能和放电性能的具体方法为：采取多个脉冲充电方法获取电池的动态充电性能数，采用多脉冲放电方法获取电池的动态放电性能。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池建模方法，其特征在于，所述提取电池充电时的模型参数和放电时的模型参数的具体方法为：
利用电池的特性曲线和等效电路模型，提取电池在不同温度和电流倍率测试下的充电模型参数和放电模型参数。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池建模方法，其特征在于，所述根据电池充电和放电的模型参数进行建模的具体方法为：
构建等效电路模型，设定电池放电时电流为正，充电时电流为负；
根据激励电流的正负，判断当前使用充电模型参数还是放电模型参数；
通过充电参数或者放电参数对电池进行建模。
6.根据权利要求5所述的一种动力电池建模方法，其特征在于，所述通过充电参数或者放电参数对电池进行建模的具体方法为：根据建模需要调用充电模型参数或放电模型参数实现建模。
Priority Applications (1)
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| CN201911269331.4A CN111506977A (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 一种动力电池建模方法 |
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| CN201911269331.4A CN111506977A (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 一种动力电池建模方法 |
Publications (1)
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| CN111506977A true CN111506977A (zh) | 2020-08-07 |
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Family Applications (1)
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| CN201911269331.4A Pending CN111506977A (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 一种动力电池建模方法 |
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| CN (1) | CN111506977A (zh) |
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