儲能電池健康狀態關鍵參數提取方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及儲能電池參數辨識領域。
【背景技術】
[0002] 電池模型是電動汽車系統仿真、電池特征提取以及狀態估計的過程中必不可少的 環節，針對不同的模型，其參數辨識方法的復雜性、精確度對整個系統的狀態估計至關重 要。現有的辨識方法如遺傳算法，處理速度很慢，算法比較復雜，而且對于初值的設置很敏 感。
【發明內容】
[0003] 本發明為了解決現有電池模型參數辨識方法計算復雜導致辨識速度慢的問題，提 出了一種儲能電池健康狀態關鍵參數提取方法。
[0004 ]儲能電池健康狀態關鍵參數提取方法包括以下步驟：
[0005] 步驟一、將每一節儲能電池所用的原始的正極開路電勢數據與負極開路電勢數據 分別設為兩個不同的101*1矩陣數據；
[0006] 步驟二、將步驟一中設定的兩個101*1矩陣數據轉化為關于時間的數據點，并根據 不同工況通過插值運算獲得正極電壓插值曲線；
[0007] 步驟三、根據儲能電池原始的正極電壓曲線、負極電壓曲線、儲能電池的充電時間 長度以及儲能電池的端電壓數據重新確定正極電壓插值曲線的起始點電壓值Uo.dP終止點 電壓值U end,P，進而獲得正極電壓曲線的起始點和終止點，p表示正極；
[0008] 步驟四、根據儲能電池原始的負極電壓曲線獲得負極電壓與時間之間的關系，對 負極插值點數N2進行循環取值，每一個負極插值點數N2分別對應一個最佳荷電狀態起點N3 以及最佳內阻取值N4;
[0009] 步驟五、根據步驟四中的負極插值參數N2、最佳荷電狀態起點N3以及最佳內阻取 值N4獲得每一個時間點的電池端電壓UT(i)，并將該電池端電壓U T(i)與實際的端電壓數據U (i)做差求取其誤差值并儲存；
[0010] 步驟六、在步驟五中獲得的誤差值中尋找誤差最小點，并確定出其對應的N2、N3和 N4的取值；
[0011] 步驟七、根據步驟六獲得的N2、N3和N4的取值獲得負極插值曲線；
[0012] 步驟八、根據負極插值曲線獲得負極荷電狀態起始點對應的時間起點以及終止點 對應的時間終點，并計算出內阻值；
[0013 ]步驟九、通過負極插值點數N2和最佳荷電狀態起點N3獲得負極總的充電時間長度 Lt,n、負極初始荷電狀態S0CQ,n、負極終止荷電狀態S0C end,n、電池總容量Call和負極總容量Cn， t表示時間，η表示負極。
[0014]有益效果:本發明通過預設正極電勢的起點與終點，對負極數據進行伸縮與平移， 最后辨識出內阻、負極初始荷電狀態S0CQ,n、負極終止荷電狀態S0Cend, n、電池總容量Call和負 極總容量匕5個參數，本發明適用于磷酸鐵鋰動力電池在不同工況條件下的循環充電過程， 并在低倍率充電條件下有較高的精度，可以準確辨識出不同工況條件下參數的變化，速度 比傳統的辨識方法更快，可以應用于磷酸鐵鋰電池老化機理分析與建模、健康狀態評價、動 力梯次利用電池狀態分析等領域，以便預測電池的壽命變化情況。
【附圖說明】
[0015] 圖1為【具體實施方式】一所述的原始正負極電壓曲線圖；
[0016] 圖2為【具體實施方式】一所述的正極電壓插值曲線圖；
[0017] 圖3為任意一節電池的充電數據曲線圖；
[0018] 圖4為【具體實施方式】一所述的重新確定正極電壓插值曲線的起始點和終止點后的 正極電壓曲線圖；
[0019] 圖5為【具體實施方式】一中參數提取過程中的等效電路模型；
[0020] 圖6為負極插值曲線圖；
[0021] 圖7為擬合的電池端電壓數據與真實測量的端電壓數據對比圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0022] 一、結合圖1至圖6說明本，本所述的儲 能電池健康狀態關鍵參數提取方法包括以下步驟：
[0023] 步驟一、將每一節儲能電池所用的原始的正極開路電勢數據與負極開路電勢數據 分別設為兩個不同的101*1矩陣數據；
[0024] 步驟二、將步驟一中設定的兩個101*1矩陣數據轉化為關于時間的數據點，并根據 不同工況通過插值運算獲得正極電壓插值曲線；
[0025] 步驟三、根據儲能電池原始的正極電壓曲線、負極電壓曲線、儲能電池的充電時間 長度以及儲能電池的端電壓數據重新確定正極電壓插值曲線的起始點電壓值Uo.dn終止點 電壓值U end,P，進而獲得正極電壓曲線的起始點和終止點，P表示正極；
[0026] 步驟四、根據儲能電池原始的負極電壓曲線獲得負極電壓與時間之間的關系，對 負極插值點數N2進行循環取值，每一個負極插值點數N2分別對應一個最佳荷電狀態起點N3 以及最佳內阻取值N4;
[0027]步驟五、根據步驟四中的負極插值參數N2、最佳荷電狀態起點N3以及最佳內阻取 值N4獲得每一個時間點的電池端電壓UT(i)，并將該電池端電壓UT(i)與實際的端電壓數據U (i)做差求取其誤差值并儲存；
[0028]步驟六、在步驟五中獲得的誤差值中尋找誤差最小點，并確定出其對應的N2、N3和 N4的取值；
[0029]步驟七、根據步驟六獲得的N2、N3和N4的取值獲得負極插值曲線；
[0030 ]步驟八、根據負極插值曲線獲得負極荷電狀態起始點對應的時間起點以及終止點 對應的時間終點，并計算出內阻值；
[0031]步驟九、通過負極插值點數N2和最佳荷電狀態起點N3獲得負極總的充電時間長度 Un、負極初始荷電狀態S0CQ,n、負極終止荷電狀態S0Cend,n、電池總容量Call和負極總容量C n， t表示時間，η表示負極。
[0032] 本實施方式中，通過預設正極電勢的起點與終點，對負極數據進行伸縮與平移，最 后辨識出內阻、負極初始荷電狀態S0CQ, n、負極終止荷電狀態S0Cend,n、電池總容量Call和負極 總容量cn5個參數。
[0033] 將正極開路電勢數據和負極開路電勢數據轉化為關于時間的數據點，然后根據不 同情況進行插值以便獲取待分析參數的變化情況，在確定正極插值的大小范圍后，畫出插 值之后的圖形，如圖2所不。
[0034] 本實施方式中，負極的初始荷電狀態點可以轉化為關于時間的充放電初始點，所 以，可以先對負極電壓關于時間的曲線進行計算和繪制，最后再轉化為荷電狀態點，負極的 插值點數在一點的范圍內循環取值，N3的取值范圍約為3000~8000，N4的取值范圍約為 0.001 ~0.01。
[0035] 以某節電池數據辨識為例，辨識出來的結果如下表：
[0036] 表 1
.〇
[0039] 【具體實施方式】二、本【具體實施方式】與【具體實施方式】一所述的儲能電池健康狀態關 鍵參數提取方法的區別在于，步驟二中所述的通過插值運算獲得正極電壓插值曲線中，正 極數據插值間隔大小由m確定
，其中N1為數據總點數，且Nl/Tc^zcellQ.p/ cel l〇,aii，