鋰電池模型和健康狀態估計方法

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鋰電池模型和健康狀態估計方法

提出了一種新型的等效電路電池模型，并利用試驗數據對該模型參數進行估計，同時介紹了估計鋰電池循環次數和健康狀態的方法。

將現有的鋰電池模型分為電化學模型、統計模型、解析模型和等效電路模型4類。對4類鋰電池模型的優缺點進行了對比分析。當選用等效電路模型對鋰電池進行建模時，該模型可與其它模塊化組件共存以模擬更大的系統。為確定所建立等效電路模型中的相關參數，進行了相關試驗，并通過試驗數據對參數進行估計。詳細介紹了所需試驗裝置。試驗使用陶氏柯卡姆生產的鋰離子聚合物電池，容量11Ah。試驗裝置包括可編程直流電源致茂62050P、直流電子負荷器致茂63297、數據采集卡NI9206和NI9213以及系統設計軟件Labview。通過試驗記錄鋰電池的電壓、電流和溫度等相關參數。利用試驗數據確定了等效電路電池模型，利用Simulink軟件對所建立的電池模型進行仿真，仿真結果與試驗數據進行對比發現，平均誤差為0.422%，最大誤差小于3%，兩者結果較為接近，說明所建立的模型精度較高。介紹了估算循環次數的方法，并使用該循環次數對電池的健康狀態進行估計。其中，基于鋰電池相對容量的變化曲線和試驗數據，利用拉格朗日方法建立一個表示電池循環次數與電池健康狀態的8階多項式。將該估計方法的模擬結果與真實試驗結果進行對比，驗證了該估計方法的有效性。

Türev Sar?kurt et al. 2014 IEEE International Energy Conference, Cavtat May 13-16, 2014.

編譯：王祥