1.一種鋰電池初始荷電狀態(tài)的多因素估算方法,其特征在于,包括步驟:
通過脈沖充電和脈沖放電及靜置過程,獲得電池開路電壓與荷電狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系,得到曲線擬合關(guān)系式;
對二階雙極化電池模型進(jìn)行動態(tài)分析,將電池工況分為放電、放電靜置、充電、充電靜置四個階段,獲得四個階段的數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式,通過模型參數(shù)辨識,獲得二階雙極化電池模型中參數(shù)的數(shù)值;
通過二階雙極化電池模型,用最小二乘算法進(jìn)行曲線擬合,獲得充放電工況下SOC與歐姆內(nèi)阻、電化學(xué)極化內(nèi)阻、濃差極化內(nèi)阻之間的數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式;
對比充放電工況下的靜止時間,通過最小二乘算法的數(shù)學(xué)擬合,建立SOC、靜置時間t和開路電壓u之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式;
采用快速溫度變化試驗箱模擬使用工況溫度,分析電池開路電壓隨溫度的變化趨勢,獲得開路電壓與溫度變化之間的關(guān)系,對SOC0公式進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池初始荷電狀態(tài)的多因素估算方法,其特征在于,
通過初始荷電狀態(tài)估算裝置對電池模型進(jìn)行動態(tài)分析,所述初始荷電狀態(tài)估算裝置包括電池測試模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊;
通過所述數(shù)據(jù)分析模塊控制所述電池測試模塊和所述數(shù)據(jù)分析模塊;通過所述電池測試模塊設(shè)置電池充放電條件,控制充放電工況,并進(jìn)行過充過放保護(hù);通過所述數(shù)據(jù)采集模塊獲得電池電壓、電流和溫度;通過所述數(shù)據(jù)分析模塊完成電池模型動態(tài)分析和系統(tǒng)參數(shù)識別。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池初始荷電狀態(tài)的多因素估算方法,其特征在于,
放電過程電池開路電壓與荷電狀態(tài)曲線擬合關(guān)系式為:
U為開路電壓,U(SOC0%)、U(SOC100%)分別表示荷電狀態(tài)為0%和100%時的開路電壓,b為拐點因子,p為功率因子,p表征過拐點處b做一條斜率曲線后的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池初始荷電狀態(tài)的多因素估算方法,其特征在于,
放電過程的電池模型動態(tài)關(guān)系式為:
Vt=V0c-IR0-Vk-Vd
τd=Rd×Cd
τk=Rk×Ck
R0為電池的歐姆電阻,Rk為電池的電化學(xué)極化電阻,Rd為濃差極化電阻,Ck是電化學(xué)極化電容,Cd為電池的濃差極化電容。Vt為電池端電壓,Voc為電池正極與負(fù)極處于平衡狀態(tài)時兩者之間的電位差,τk,τd分別是并聯(lián)組件的時間常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池初始荷電狀態(tài)的多因素估算方法,其特征在于,
荷電狀態(tài)SOC與靜置時間t、端電壓u之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式為:
在靜置時間為5s,1min,5min和30min時的數(shù)學(xué)關(guān)系式分別為:
通過上述公式得到參數(shù)A,B,C,D與時間參量t(單位:min)的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
A=-0.1252t+97.109
B=-0.0416t+85.901
C=0.0007t+3.2827
D=-0.0001t+0.0187
6.如權(quán)利要求1所述的開路電壓隨溫度變化之間的關(guān)系。選25℃時的電壓為基準(zhǔn)電壓,統(tǒng)一各個溫度點下電池的開路電壓,SOC0函數(shù)關(guān)系式如下:
參數(shù)Δu(T)為開路電壓隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系式。