非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法，本發明從概率論與數理統計的數學角度入手，考慮了動力電池開路電壓、容量、內阻等參數的不一致性，實現了動力電池組參數分布式特征與隨機變量概率正態分布之間的聯系，符合自然界的基本規律，有效解決因電池單體一致性差異和環境因素所導致的動力電池組模型精度低的難題；本發明建立在電池單體模型的基礎上，從概率論與數理統計的角度，對動力電池組的參數分布式特性進行建模，但對采用的單體建模方法沒有限制，因而本發明具有廣泛的適用性和良好的通用性。
【專利說明】
非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著環境污染日益嚴重和化石能源大量消耗，電動汽車已成為未來汽車的發展方 向。動力電池對電動汽車的動力性、經濟性和安全性至關重要，是制約電動汽車規模發展的 關鍵因素。精確的電池模型對動力電池的合理設計和安全運行具有重要意義，是電池荷電 狀態(S0C)估計、健康狀態(S0H)估算和剩余壽命(RUL)預測方法的基礎。
[0003] 電池模型發展到現階段可W按照建模機理的不同劃分為表現電池內部特征的電 化學模型、簡化的電化學模型、熱模型等，W及描述電池外部特征的隨機模型、神經網絡模 型、等效電路模型等。其中，電化學模型使用復雜非線性微分方程描述電池內部化學過程； 簡化的電化學模型用一個降階方程來表征電池的非線性容量效應及運行時間；熱模型主要 研究電池的生熱、傳熱過程，可與電化學模型禪合，但運S種模型不能描述電池的I-V特性， 不宜用于電氣設計與仿真；隨機模型主要關注電池的恢復特性，將電池行為描述為一個馬 爾科夫過程，能夠很好地描述電池的脈沖放電特性，但是不適于變電流負載情況;神經網絡 模型具有良好的非線性映射能力、快速的并行處理能力、較強的自學習和自組織能力等優 點，但是需要大量的實驗來獲取訓練數據且模型誤差易受訓練數據和訓練方法的影響；等 效電路模型根據電池的物理特性使用不同元器件構成等效電路模型模擬電池的I-V特性， 形式簡單直觀、適宜于電氣設計與仿真等。
[0004] 然而，建立一個精確且結構簡單的電池模型絕非易事，運是因為電池內部的化學 反應設及化學能、電能、熱能等的復雜轉換，具有高度的非線性和不確定性。目前上述幾種 電池建模方法在電池單體模型方面得到了廣泛應用，但是，針對的對象主要是電池單體，或 者假設所有單體的性能一致，簡單地將動力電池組看作是一個按電池單體特性線性放大后 的電池單體模型。而實際上，電池組存在不一致性，電池組的不一致性主要是指電池組中包 括很多串、并聯的電池單體，由于制作工藝的差異，電池單體的輸出電壓、剩余電量、內阻、 容量、自放電率和庫倫效率等存在差異，而運種差異導致動力電池組模型并不是簡單地將 電池單體模型線性放大。實踐證明，即使嚴格控制配料、活漿、涂布、裁剪、漉壓等工藝過程， 也只是縮小批量產品之間的標準差，而不能消除單體電池間的不一致性，因此電池組內各 個單體電池的性能參數不可能完全一樣。現有的單體建模方法未考慮電池組的不一致性， 導致電池模型精度低，不能滿足現實需求。
[0005] 實際上，相同原材料、同批次的單體電池，開路電壓、容量、內阻、循環壽命等性能 參數均符合正態分布并且離散程度有限。在相同的電流激勵條件下，若考慮組內所有的單 體電池，則必有相對的過充過放情況，而且在充放電后期，所有單體的電壓分布很復雜，但 分布接近馬尾曲線。同時，動力電池組中單體電池容量不僅呈正態分布，而且容量最小的單 體電壓跌落得也最早、最快。實際上，電池單體電壓變化過程的一致性漸進也逼近其它性能 參數的一致性，如荷電狀態SOC等。因此，通過分析動力電池單體參數的正態分布，考慮電池 單體串并聯和不一致性，可W實現非均一多個體混聯的電池組分布式模型系統。

【發明內容】

[0006] 本發明為了解決上述問題，提出了一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建 立系統及方法，本發明從概率論與數理統計的數學角度入手，考慮了動力電池開路電壓、容 量、內阻等參數的不一致性，實現了動力電池組參數分布式特征與隨機變量概率正態分布 之間的聯系，符合自然界的基本規律，有效解決因電池單體一致性差異和環境因素所導致 的動力電池組模型精度低的難題。
[0007] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[000引一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統，包括動力電池組、充放電 測試單元、數據存儲單元、控制單元和建模單元，其中，所述動力電池組包括了m并n串的動 力電池單體，充放電測試單元對動力電池組中的電池單體進行充放電測試，并將測試結果 存放入數據存儲單元;所述控制單元，根據電池單體的測試參數提取分布式特征并進行概 率統計，得到電池單體分布式規律;所述建模單元，根據電池單體分布式規律和電池單體模 型，得到電池單體并聯模型，考慮當單體并聯模塊串聯時的不一致性，最終建立表征非均一 多個體混聯的動力電池組分布式模型。
[0009] 所述動力電池組，包括m并n串的動力電池單體，且電池單體材料相同。
[0010] 所述充放電測試單元，包括最大可用容量及內阻測試、復合脈沖充放電測試、HPPC 充放電測試、脈沖充放電、不同倍率充放電測試、DST動態特性測試、UDDS巧聯和多段脈沖放 電測試模塊。
[0011] 所述測試參數具體包括動力電池組的輸出電壓、輸出電流、電池單體端電壓、單體 電流和溫度的基本數據W及內阻、單體容量、單體S0C、自放電率和庫倫效率的過程數據。
[0012] 所述控制單元，根據測試參數對電池參數的分布式特征進行概率統計與數據分 析，得到電池參數的正態分布規律和一致性評價體系;得到的電池單體分布式規律，是指根 據所述的電池單體模型和所述的電池單體參數分布式規律，得到的與電池單體模型有關參 數的分布式規律。
[0013] -種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法，具體包括：
[0014] (1)針對研究對象動力電池組的具體類別，選取代表性動力電池單體；
[0015] (2)對動力電池單體進行充放電測試，采集動力電池組的過程數據和基本數據；
[0016] (3)根據測試得到的數據和采用的電池單體模型，運用數理統計方法分析電池參 數分布式規律和一致性評價體系；
[0017] (4)忽略外界影響因素，分析電池模型參數的分布規律；
[0018] (5)考慮外界因素的影響，分析電池單體模型參數的分布規律對電池組模型參數 分布規律的禪合影響關系，獲得電池參數一致性統計規律；
[0019] (6)考慮電池單體之間的不一致性，建立電池單體并聯模型，進而考慮電池單體并 聯模塊串聯時的不一致性問題，基于獲得的電池參數一致性統計規律，建立非均一多個體 混聯的電池組分布式模型。
[0020] 所述步驟(2)中，依據頒布的有關動力電池測試國家標準，對動力電池單體進行充 放電測試，包括最大可用容量及內阻測試、復合脈沖充放電測試、HPPC充放電測試、脈沖充 放電、不同倍率充放電測試、DST動態特性測試、UDDS測試和多段脈沖放電測試，通過電池組 充放電測試，獲取電池測試的基本數據，包括電池組的輸出電壓、輸出電流、電池單體端電 壓和溫度，W及內阻、單體容量、單體SOC、自放電率和庫倫效率的過程數據。
[0021] 所述步驟(3)中，通過脈沖放電實驗，得到電池單體電壓的響應曲線，計算脈沖放 電過程中電池的端電壓，結合電池單體的測試參數，分析不同SOC下、電池模型不同參數的 正態分布，得到動力電池的參數分布式規律和建立電池的一致性評價體系。
[0022] 所述步驟(4)中，根據電池單體的參數分布規律，進行確信度檢驗，確認控制參數 或策略。
[0023] 所述步驟(5)中，若影響某一隨機變量的隨機因素很多，且運些因素的影響又可疊 加，但每個因素獨自的影響都不能起決定性作用，則該隨機變量服從正態分布。
[0024] 本發明的有益效果為：
[0025] (1)本發明公開了一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法， 基于電池單體參數分布式規律和一致性評價體系，有效解決了因動力電池組一致性差異和 環境因素導致的模型誤差等問題，克服了現有電池建模技術存在的不足，具有較高的實用 價值；
[0026] (2)與大自然各事物廣泛存在正態分布運一現象類似，動力電池因其特殊的材料 和化學特性，相同原材料、同批次的單體電池，開路電壓、容量、內阻、循環壽命等性能參數 也均符合正態分布并且離散程度有限，本發明非均一多個體混聯的電池組分布式模型系 統，能更好地描述電池的本質特性及其行為，符合自然界普遍現象；
[0027] (3)本發明建立在電池單體模型的基礎上，從概率論與數理統計的角度，對動力電 池組的參數分布式特性進行建模，但對采用的單體建模方法沒有限制，因而本發明具有廣 泛的適用性和良好的通用性。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法，電池 參數分布式規律中電池單體開路電壓正態分布規律圖；
[0029] 圖2為本發明一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法，電池 參數分布式規律中電池單體容量正態分布規律圖；
[0030] 圖3為本發明一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統及方法示意 圖。
[0031] 其中，l、m并n串的動力電池單體，2、充放電測試單元，3、數據存儲單元，4、電池單 體模型，5、電池單體參數分布式規律，6、電池單體模型參數分布式規律，7、電池單體并聯模 型，8、非均一多個體混聯的電池組分布式模型。
【具體實施方式】：
[0032] 下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0033] 如圖2所示，本發明的一種非均一多個體混聯的電池組分布式模型建立系統，包括 動力電池組、充放電測試單元、數據存儲單元、控制單元和建模單元，其中，所述動力電池組 包括了 m并n串的動力電池單體，充放電測試單元對動力電池組中的電池單體進行充放電測 試，并將測試結果存放入數據存儲單元;所述控制單元，根據電池單體的測試參數提取分布 式特征并進行概率統計，得到電池單體分布式規律;所述建模單元，根據電池單體分布式規 律和電池單體模型，得到電池單體并聯模型，考慮當單體并聯模塊串聯時的不一致性，最終 建立表征非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型。
[0034] 動力電池組，包括m并n串的動力電池單體，且電池單體材料相同。
[0035] 充放電測試單元，包括最大可用容量及內阻測試、復合脈沖充放電測試、HPPC充放 電測試、脈沖充放電、不同倍率充放電測試、DST動態特性測試、UDDS測試和多段脈沖放電測 試模塊。
[0036] 測試參數具體包括動力電池組的輸出電壓、輸出電流、電池單體端電壓、單體電流 和溫度的基本數據W及內阻、單體容量、單體S0C、自放電率和庫倫效率的過程數據。
[0037] 控制單元，根據測試參數對電池參數的分布式特征進行概率統計與數據分析，得 到電池參數的正態分布規律和一致性評價體系;得到的電池單體分布式規律，是指根據電 池單體模型和所述的電池單體參數分布式規律，得到的與電池單體模型有關參數的分布式 規律。
[0038] 電池單體模型，是指電池單體的建模方法，本發明對采用的單體建模方法沒有限 審IJ，具有廣泛的適用性，包括表現電池內部特征的電化學模型、簡化的電化學模型、熱模型 等，W及描述電池外部特征的隨機模型、神經網絡模型、等效電路模型等;本發明是W電池 單體二階RC等效電路模型為例；
[0039] 電池單體參數分布式規律，是根據所述的電池測試基本數據和過程數據，對電池 參數(包含開路電壓、容量、內阻等）的分布式特征進行概率統計與數據分析，得到電池參數 的正態分布規律和一致性評價體系；
[0040] 電池單體模型參數分布式規律，是指根據所述的電池單體模型和所述的電池單體 參數分布式規律，得到的與電池單體模型有關參數的分布式規律；
[0041] 電池單體并聯模型，是指基于所述的電池單體模型，并根據所述的電池單體參數 分布式規律，考慮電池單體并聯的不一致性，得到的電池單體并聯模型；
[0042] 非均一多個體混聯的電池組分布式模型，是根據所述的電池單體并聯模型和所述 的電池單體參數分布式規律，考慮當單體并聯模塊串聯時的不一致性，最終建立的能夠表 征非均一多個體混聯的電池組分布式模型，能夠有效解決由于電池單體串并聯和不一致性 差異等導致的電池組模型誤差等問題。
[0043] -種應用上述非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型及實現方法，主要包括 W下步驟：
[0044] 本發明W-組海特圓柱型26650憐酸鐵裡離子動力電池為例，詳細說明實現非均 一多個體混聯的動力電池組分布式模型的過程，并盡可能全面描述了實際電池的響應特性 和內部特性。所謂響應特性是指電池的端電壓與負載電流的對應關系；內部特性是指電池 的內部變量，如開路電壓、容量、內阻等參數與SOC、溫度等的關系。
[0045] 步驟一:針對研究對象動力電池組的具體類別，如鉛酸動力電池、憐酸鐵裡電池、 =元=元電池等，選取代表性的動力電池單體，本發明W-組海特圓柱型26650憐酸鐵裡裡 離子動力電池為研究對象；
[0046] 步驟二:根據2015年國家頒布的《GB/T 31486-2015電動汽車用動力蓄電池電性能 要求及試驗方法》、《GB/T 31485-2015電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》、《GB/T 31484-2015電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法》、《GB/T 31467.1-2015電動 汽車用裡離子動力蓄電池包和系統第1部分:高功率應用測試規程》、《GB/T 31467.2-2015 電動汽車用裡離子動力蓄電池包和系統第2部分:高能量應用測試規程》、《GB/T 31467.3- 2015電動汽車用裡離子動力蓄電池包和系統第3部分:安全性要求與測試方法》等動力電池 有關測試的國家標準，對動力電池單體進行充放電測試，充放電測試內容和流程，包括最大 可用容量及內阻測試、復合脈沖充放電測試、HPPC充放電測試、脈沖充放電、不同倍率充放 電測試、DST動態特性測試、UDDS測試、多段脈沖放電測試等;通過電池組充放電測試，獲取 電池測試的基本數據，包括電池組的輸出電壓、輸出電流、電池單體端電壓、溫度等；W及內 阻、單體容量、單體SOC、自放電率、庫倫效率等過程數據；
[0047]步驟根據步驟二得到的數據和采用的電池單體模型，運用數理統計方法分析 電池參數分布式規律和一致性評價體系。
[004引 W電池組開路電壓OCV的分布式規律和一致性評價為例，海特圓柱型26650憐酸鐵 裡離子動力電池充滿電時，電池 SOC為100%，此時，電池單體統計的開路電壓正態分布曲線 如附圖1所示。則此時電池開路電壓正態分布的頻率密度為：
[0049]
[0050] 式中，y為被測電池組單體開路電壓分布的平均數，O為被測電池組單體開路電壓 的標準差。在正態分布中，O用于描述數據分布的離散程度，O越大，數據分布越分散，O越小， 數據分布越集中；O也稱為正態分布的形狀參數，O越大，曲線越扁平，反之，O越小，曲線越瘦 局。
[0051] 通過頻率密度正態分布函數，可W得到電池參數的近似的正態分布曲線。同理，在 不同SOC下，如10%S0C、20%S0C. . .90%S0C等荷電狀態下，不同參數正態分布的y和O都可 W由實驗數據通過統計分析得到；
[0052] 通過分析不同SOC下、不同電池參數的正態分布曲線，可W得到動力電池的參數分 布式規律，通過對不同SOC下、不同電池參數分布的離散程度O的大小，可W建立電池的一致 性評價體系。W本發明的海特26650憐酸鐵裡動力電池為例，從附圖1和附圖2可W看出，統 計分析同批次電池的開路電壓、容量等參數的1〇,2〇,3〇分布規律都較為接近正態分布的分 布法則。根據統計結果，用正態分布函數進行分析，并進行確信度檢驗，根據實際應用的要 求，進行O控制，一般控制在30范圍比較合適
[0053] 步驟四：在已建立的電池參數分布式規律和一致性評價體系基礎上，先忽略環境 等外界因素的影響，分析電池模型參數的分布式規律;本發明對采用的單體建模方法沒有 限制，具有廣泛的適用性。本發明W電池單體二階RC等效電路模型建模過程為例。，包括電 池電池開路電壓、容量、歐姆內阻、電化學極化電阻、濃差極化電阻、電化學極化電容、濃差 極化電容等模型參數。
[0054] W脈沖放電測試為例，可W獲取不同SOC處電池開始放電時的電池端電壓的瞬間 下降值、放電結束后電池端電壓的瞬間躍升值、放電電流W及電池端電壓的零輸入響應等 數據;通過脈沖放電實驗，得到電池單體電壓的響應曲線，則脈沖放電過程中電池的端電壓 可表不為：
[0 化 5]
Cl)
[0化6] 式中，化at為電池端電壓;Rod為歐姆內阻;OCVd為放電開路電壓;Uid(0+)和化d(0+) 為電池放電結束瞬間兩個分數階RC支路的端電壓初值，其值可表述為：
[0057] Uid(0+) = idis ? Rid (2)
[005引 U2d(0+) = idis ? R2d (3)
[0059] 電池放電結束后，電池的端電壓可表示為：
[0060]
(4)
[00川式中，電池的極化電壓巧,(0+) 和巧,/(0+) 隨著時間的增長而逐漸減小， 當時，l/w (0+) ? 6"'?和f/w (0+) ? 6^"心趨于0，此時電池端電壓化3*等于電池的開路電壓 OCV。
[0062] 由于電池歐姆內阻的存在，當電池放電時，電池端電壓會瞬間跌落，其值記為A Ui;當電池停止放電時，電池端電壓會瞬間躍升，其值記為A化。因此，電池的歐姆內阻Ro可 由下式得毛II:
[0063] 巧)
[0064] 巧Id可由下式得到：
[00化] (6)
[0066] 2d可由下式得到：
[0067] (7)
[0068] ?Cid可由下式得到：
[0069] (8)
[0070] 2d可由下式得到：
[0071] 巧）
[0072] 開路電壓OCV與SOC存在非線性關系，具體關系式為：
[0073]
ClO》
[0074] 式中，曰日-曰4為常數，由實驗數據基于最小二乘法辨識得到。
[007引電池歐姆內阻Rod與SOC的關系式為：
[0076] R〇(SOC)=b〇 ? e-wc+bi+b2 ? S0C-b3 ? S0C2+b4 ? SOC] (11)
[0077] 式中，b〇-b4為常數，由實驗數據基于最小二乘法辨識得到。
[0078] 電化學極化內阻化d與SOC的關系式為：
[0079] Rid(SOC) = CO ? e_s〇c+ci+C2 ? S0C-C3 ? S0C2+C4 ? SOC] (12)
[0080] 式中，C0-C4為常數，由實驗數據基于最小二乘法辨識得到。
[0081] 電化學極化電容Cid與SOC的關系式為：
[0082] &d(SOC)=d〇.SOc5+di，SOc4+d2.SOc3+d3*SOc2+d4.SOC+d5 (13)
[0083] 式中，do-ds為常數，由實驗數據基于最小二乘法辨識得到。
[0084] 濃差極化內阻R2d與SOC的關系式為：
[0085] Rsd(SOC) = eo ? e_s〇c+ei+e2 ? S0C-e3 ? S0C2+e4 ? SOC] (14)
[0086] 式中，e〇-e4為常數，由實驗數據基于最小二乘法辨識得到。
[0087] 濃差極化電容C2d與SOC的關系式為：
[008引 C2d(SOC)=f0 ? SOC己+fi ? S0C4+f2 ? S0C3+f3 ? S0C2+f4 ? SOC+f己(15)
[0089] 式中，fo-fs為常數，由實驗數據基于最小二乘法辨識得到。
[0090] 步驟五:在步驟四的基礎上，再考慮外界因素的影響，分析電池單體模型參數的分 布規律對電池組模型參數分布規律的禪合影響關系；若影響某一隨機變量的隨機因素很 多，且運些因素的影響又可疊加，但每個因素獨自的影響都不能起決定性作用，則該隨機變 量服從正態分布；
[0091] 步驟六:根據W上步驟，由獲得的電池參數一致性統計規律，W及采用的電池單體 建模方法，如電池單體二階RC等效電路模型，考慮電池單體之間的不一致性，首先建立電池 單體并聯模型；在電池單體并聯模型基礎上，考慮電池單體并聯模塊串聯時的不一致性問 題，基于獲得的電池參數一致性統計規律，建立非均一多個體混聯的動力電池組分布式模 型；
[0092] 其中，電池單體并聯模型，由于并聯時單體兩端電壓大小一樣，但由于電池單體間 的差異，流過每個并聯單體的電流并不一樣，因此電池單體之間的不一致性，主要是指建立 單體并聯模型時，并不是采用傳統的一個單體模型代替，而是依據步驟五中得到的電池模 型參數分布式規律而得到的模型，W模型中的電池歐姆內阻為例，當不考慮電池單體之間 的一致性問題時，模型中歐姆內阻大小采用的是電池單體并聯之后的平均歐姆內阻，而當 考慮電池單體之間的一致性問題，歐姆內阻大小是依據獲得歐姆內阻參數分布式規律，而 得到的m個歐姆內阻值的并聯之后的大小。
[0093] 同理，由單體并聯模型再串聯建立模型時，不考慮和考慮電池單體之間的不一致 性實現過程與上面類似，很明顯，考慮考慮電池單體之間的不一致性時，是在步驟五的基礎 下實現的，因此由測試數據和過程數據分析得到電池參數分布式規律，進而根據電池單體 模型，得到電池模型參數的分布式規律尤為重要。
[0094] 步驟屯:在此基礎上，可進一步綜合考慮環境等因素，分析動力電池單體模型參數 差異與外界因素之間的禪合影響，建立合理可信的、能夠表征動力電池組串并聯和單體不 一致性的分布式模型，有效解決動力電池組一致性差異和環境因素所導致的模型誤差問 題。
[0095] 上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范 圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不 需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍W內。
【主權項】
1. 一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型建立系統，其特征是:包括動力電 池組、充放電測試單元、數據存儲單元、控制單元和建模單元，其中： 所述動力電池組包括了 m并η串的動力電池單體，充放電測試單元對動力電池組中的電 池單體進行充放電測試，并將測試結果存放入數據存儲單元； 所述控制單元，根據電池單體的測試參數提取分布式特征并進行概率統計，得到電池 單體分布式規律； 所述建模單元，根據電池單體分布式規律和電池單體模型，得到電池單體并聯模型，考 慮當單體并聯模塊串聯時的不一致性，最終建立表征非均一多個體混聯的動力電池組分布 式模型。2. 如權利要求1所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型建立系統，其 特征是:所述動力電池組，包括m并η串的動力電池單體，且電池單體材料相同。3. 如權利要求1所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型建立系統，其 特征是:所述充放電測試單元，包括最大可用容量及內阻測試、復合脈沖充放電測試、HPPC 充放電測試、脈沖充放電、不同倍率充放電測試、DST動態特性測試、UDDS測試和多段脈沖放 電測試模塊。4. 如權利要求1所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型建立系統，其 特征是:所述測試參數具體包括動力電池組的輸出電壓、輸出電流、電池單體端電壓、單體 電流和溫度的基本數據以及內阻、單體容量、單體SOC、自放電率和庫倫效率的過程數據。5. 如權利要求1所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型建立系統，其 特征是:所述控制單元，根據測試參數對電池參數的分布式特征進行概率統計與數據分析， 得到電池參數的正態分布規律和一致性評價體系，得到的電池單體分布式規律，是指根據 所述的電池單體模型和所述的電池單體參數分布式規律，得到的與電池單體模型有關參數 的分布式規律。6. -種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型的建模方法，其特征是:具體包括： (1) 針對研究對象動力電池組的具體類別，選取代表性動力電池單體； (2) 對動力電池單體進行充放電測試，采集動力電池組的過程數據和基本數據； (3) 根據測試得到的數據和采用的電池單體模型，運用數理統計方法分析電池參數分 布式規律和一致性評價體系； (4) 忽略外界影響因素，分析電池模型參數的分布規律； (5) 考慮外界因素的影響，分析電池單體模型參數的分布規律對電池組模型參數分布 規律的耦合影響關系，獲得電池參數一致性統計規律； (6) 考慮電池單體之間的不一致性，建立電池單體并聯模型，進而考慮電池單體并聯模 塊串聯時的不一致性問題，基于獲得的電池參數一致性統計規律，建立非均一多個體混聯 的動力電池組分布式模型。7. 如權利要求6所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型的建模方法， 其特征是:所述步驟(2)中，對動力電池單體進行充放電測試，包括最大可用容量及內阻測 試、復合脈沖充放電測試、HPPC充放電測試、脈沖充放電、不同倍率充放電測試、DST動態特 性測試、UDDS測試和多段脈沖放電測試，通過電池組充放電測試，獲取電池測試的基本數 據，包括電池組的輸出電壓、輸出電流、電池單體端電壓和溫度，以及內阻、單體容量、單體 SOC、自放電率和庫倫效率的過程數據。8. 如權利要求6所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型的建模方法， 其特征是:所述步驟(3)中，通過脈沖放電實驗，得到電池單體電壓的響應曲線，計算脈沖放 電過程中電池的端電壓，結合電池單體的測試參數，分析不同S0C下、電池模型不同參數的 正態分布，得到動力電池的參數分布式規律和建立電池的一致性評價體系。9. 如權利要求6所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型的建模方法， 其特征是:所述步驟(4)中，根據電池單體的參數分布規律，進行確信度檢驗，確認控制參數 或策略。10. 如權利要求6所述的一種非均一多個體混聯的動力電池組分布式模型的建模方法， 其特征是:所述步驟(5)中，若影響某一隨機變量的隨機因素很多，且這些因素的影響又可 疊加，但每個因素獨自的影響都不能起決定性作用，則該隨機變量服從正態分布。
【文檔編號】G06F17/50GK106021738SQ201610347929
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】張承慧, 張奇, 商云龍, 段彬, 李澤元, 周忠凱
【申請人】山東大學