【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池等效电路模型，尤其涉及一种可变阶数的锂离子电池模型及构建方法。
技术介绍
1、目前常常需要使用等效电路模型来分析锂离子电池，目前常见的等效电路模型主要有rint模型、thevenin模型和pngv模型，其中较为常见的是在thevenin模型的基础上增加一个或两个rc回路形成二阶rc或三阶rc等效电路模型，这两个模型虽相对之前的其他模型精度有较大提高，但是二阶rc模型在电池在电池电压变化剧烈的区域，该模型端电压误差相对较高；三阶rc模型的计算量偏大，降低模型的响应速率。
2、就目前的电池模型的形式有：1、全过程采用二阶rc模型，如图7所示，目前运用较多的电池模型，其中，r1、c1分别表示电化学极化内阻和电化学极化电容，r2、c2分别表示浓差极化内阻和浓差极化电容，较好的反映出电池内部的变化，但在电池电压变化剧烈的区域，如soc较高或较低的情况，二阶rc模型精度就有较大变化；2、也有全过程采用三阶rc模型，如图8所示，通过再增加一个rc回路来进一步表示电池的内部反应，以便于更逼近电池的现实情况，但由于三阶rc模型的计算量偏大，若全过程使用三阶rc模型会增加芯片计算负担，不利于提高控制器的响应速度；3、基于aic准则的变阶数rc等效电路模型，针对锂电池在充放电初期和末期电压急剧变化的特性提出应选择三阶rc模型，而针对soc在20％～80％的平台期间电压变化平稳的特性应选择二阶rc模型；但aic的惩罚力度较轻，公式为aic＝-2log(l)+2k，容易选择复杂模型，可能导致过拟合。；也更倾向于选择复杂
3、如公告号为cn103926538b的中国专利，公开了一种基于aic准则的变阶数rc等效电路模型及实现方法，该模型选取rc模型为基础模型，基于aic准则在不同soc处充分权衡模型的复杂度和精确性，确定每个soc处的最优rc阶数，并通过控制切换开关实现变阶数的rc模型，但该专利为基于aic准则的变阶数rc等效电路模型，由于aic的惩罚力度较轻，公式为aic＝-2ln(l)+2k，容易选择复杂模型，可能导致过拟合。
4、如公告号为cn114200321b的中国专利，公开了一种锂离子电池变阶数等效电路模型建模方法，包括步骤：建立锂电池的一阶rc模型和二阶rc模型；分别计算所述一阶rc模型和二阶rc模型的端电压；用贝叶斯定阶准则求解所述一阶rc模型和二阶rc模型的端电压，分别得到一阶rc模型和二阶rc模型的bic值；取bic值较小的rc模型作为锂离子电池变阶数等效电路模型。通过分析阻抗谱中频段随电池荷电状态以及温度的变化规律，采用贝叶斯定阶准则对模型阶数进行选择。但该专利只包含了一阶和二阶的变化，同时其基于bic准则的变阶数rc等效电路模型，bic的惩罚力度较重，公式为bic＝-2ln(l)+kln(n)，在大样本情况下更倾向于简单模型，可能导致欠拟合。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提高锂离子电池等效电路模型估算精度，本专利技术提供了一种可变阶数的锂离子电池模型及构建方法。
2、本专利技术通过以下技术方案得以实现。
3、本专利技术提供的一种可变阶数的锂离子电池模型的构建方法，包括以下步骤：
4、s1、对电池进行混合功率脉冲特性实验，获取模型参数，所述模型参数包括一阶rc电路参数、二阶rc电路参数和三阶rc电路参数；
5、s2、根据模型参数构建结构电路模块；
6、s3、对电池进行动态压力测试，获取dst实验数据，划分soc区域，所述dst实验数据包括端电压和参数电压；
7、s4、根据dst实验数据和hqic准则计算各soc区域的阶数；
8、s5、根据各soc区域的阶数构建选择模块；
9、s6、根据结构电路模块和选择模块构建等效电路模型，获取可变阶数的锂离子电池模型。
10、优选地，所述s1、对电池进行混合功率脉冲特性实验，获取模型参数包括以下步骤：
11、s11、对电池进行混合功率脉冲特性实验，获取参数辨识实验数据；
12、s12、对参数辨识实验数据进行拟合，获取开路电压曲线和参数拟合值；
13、s13、通过仿真工具对开路电压曲线拟合，获取开路电压；
14、s14、通过参数辨识估计器对开路电压和参数拟合值进行辨识，获取模型参数。
15、优选地，所述仿真工具支持matlab。
16、优选地，所述对电池进行动态压力测试，获取dst实验数据包括以下步骤：
17、对电池进行动态压力测试，获取端电压和相应的电流；
18、将相应的电流输入结构电路模块，获取参数电压。
19、优选地，所述s4、根据dst实验数据和hqic准则计算各soc区域的阶数包括以下步骤：
20、s41、根据端电压和参数电压计算各soc区域的残差平方和；
21、s42、根据各soc区域的残差平方和计算各soc区域的hqic值；
22、s43、根据各soc区域的hqic值获取各soc区域的对比因子；
23、s44、根据各soc区域的hqic值和对比因子判断获取各soc区域的阶数。
24、优选地，所述s41、根据端电压和参数电压计算残差平方和包括以下步骤：
25、s411、根据端电压和参数电压计算电压误差；
26、s412、根据电压误差计算各soc区域的残差平方和。
27、优选地，所述s44、根据各soc区域的hqic值和对比因子判断获取各soc区域的阶数包括以下步骤：
28、s441、设置电池平稳区间和对比因子参考值，选择一个soc区域作为当前区域；
29、s442、判断当前区域一阶rc模型的hqic值是否最小，如果是，则当前区域选择一阶rc模型，否则进入步骤s442；
30、s443、判断当前区域二阶rc模型的hqic值是否最小，如果是，则当前区域选择二阶rc模型，否则进入步骤s443；
31、s444、判断当前区域是否在电池平稳区间内且对比因子小于对比因子参考值，如果是，则当前区域选择hqic值倒数第二小对应的模型，否则当前区域选择三阶rc模型；
32、s445、选择未被选择过的soc区域作为当前区域，回到步骤s442，直到各soc区域都已被选择过。
33、一种可变阶数的锂离子电池模型，通过上述的构建方法所构建，包括结构电路模块和选择模块，所述结构电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变阶数的锂离子电池模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述S1、对电池进行混合功率脉冲特性实验，获取模型参数包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述仿真工具支持MATLAB。
4.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述对电池进行动态压力测试，获取DST实验数据包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述S4、根据DST实验数据和HQIC准则计算各SOC区域的阶数包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述S41、根据端电压和参数电压计算残差平方和包括以下步骤：
7.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述S44、根据各SOC区域的HQIC值和对比因子判断获取各SOC区域的阶数包括以下步骤：
8.一种可变阶数的锂离子电池模型，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的构建方法所构建，包括结构电路模块和选择模块，所述结构电路模块的阶数可变，所述选择模块控制结构电路模块
9.如权利要求8所述的锂离子电池模型，其特征在于，所述选择模块根据SOC区域控制结构电路模块的阶数。
10.如权利要求9所述的锂离子电池模型，其特征在于，还包括计算模块，所述计算模块用于设置选择模块的参数；
...【技术特征摘要】
1.一种可变阶数的锂离子电池模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述s1、对电池进行混合功率脉冲特性实验，获取模型参数包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述仿真工具支持matlab。
4.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述对电池进行动态压力测试，获取dst实验数据包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述s4、根据dst实验数据和hqic准则计算各soc区域的阶数包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述s41、根据端电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟光，黄兴华，许恩永，李健，唐荣江，姜峰，徐小红，潘军，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。