曲線；
[0015] (6)使步驟（3)的工作電流為ik的恒流特性曲線與步驟（4)的動態(tài)特性曲 線從曲線橫坐標(biāo)的末尾對齊，刪除兩個曲線中的橫坐標(biāo)h之前的曲線段以及橫坐標(biāo) W10% XTk之后的曲線段，計算兩個曲線段中的縱坐標(biāo)之差，得到殘差曲線；
[0016] (7)采用含有二階阻容網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路模型作為動力電池的基本模型，得 到數(shù)學(xué)方程如下：
【主權(quán)項】
1. 一種測定動力電池的動態(tài)外特性的方法，其特征在于該方法包括以下步驟： (1) 根據(jù)動力電池產(chǎn)品手冊規(guī)定的動力電池標(biāo)準(zhǔn)放電電流、與標(biāo)準(zhǔn)放電電流相對應(yīng)的 截止電壓、標(biāo)準(zhǔn)充電電流、標(biāo)準(zhǔn)充電電壓以及與標(biāo)準(zhǔn)充電電壓相對應(yīng)的截止電流，對動力電 池進行多次標(biāo)準(zhǔn)充放電循環(huán)操作，最后進行標(biāo)準(zhǔn)充電，將動力電池滿充或滿放； (2) 從動力電池產(chǎn)品手冊規(guī)定的動力電池安全工作范圍中，獲取動力電池的N個工作 電流，記為U i2,……，iN，并根據(jù)動力電池產(chǎn)品手冊得到與各個工作電流相對應(yīng)的截止電 壓； (3) 以步驟（2)的各工作電流分別對步驟（1)滿充或滿放的動力電池進行恒流充電或 放電操作，使每次在一個工作電流下的恒流充電或放電操作的截止電壓為步驟（2)中的動 力電池產(chǎn)品手冊規(guī)定的截止電壓，每次恒流充電或放電操作過程中，記錄不同工作電流下 動力電池的端電壓隨時間變化的曲線，記為恒流特性曲線，同時記錄動力電池在不同工作 電流下持續(xù)的工作時間T ;再對動力電池進行一次或多次如步驟（1)的標(biāo)準(zhǔn)充電或放電操 作，使得動力電池最終處于動力電池產(chǎn)品手冊中所規(guī)定的滿充或滿放狀態(tài)； (4) 從步驟（2)的N個工作電流中選取任意兩個不同的工作電流L和ik，以工作電流 ij對動力電池進行持續(xù)時間為t i的恒流操作，隨后以工作電流i k對動力電池進行持續(xù)時間 為t2的恒流操作，直到動力電池的端電壓達到與動力電池產(chǎn)品手冊中所規(guī)定的工作電流i k 相對應(yīng)的截止電壓，并記錄兩次恒流操作過程中動力電池的工作電流隨時間變化的曲線， 記為工作電流曲線，以及動力電池端電壓隨時間變化的曲線，記為動態(tài)特性曲線；最后對動 力電池進行一次或多次如步驟（1)的標(biāo)準(zhǔn)充電或放電操作，使得動力電池最終處于動力電 池產(chǎn)品手冊中所規(guī)定的滿充或滿放狀態(tài)； (5) 將步驟（4)的工作電流曲線的各點縱坐標(biāo)的工作電流值減去L，刪除工作電流曲 線的橫坐標(biāo)tl之前的曲線段以及橫坐標(biāo)t Jt2-IO^ XTk之后的曲線段，得到縱坐標(biāo)的初始 值為0、終止值為ik-ij的工作電流曲線； (6) 使步驟（3)的工作電流為ik的恒流特性曲線與步驟⑷的動態(tài)特性曲線從曲線橫 坐標(biāo)的末尾對齊，刪除兩個曲線中的橫坐標(biāo)L之前的曲線段以及橫坐標(biāo)t Jt2-IO% X Tk之 后的曲線段，計算兩個曲線段中的縱坐標(biāo)之差，得到殘差曲線； (7) 采用含有二階阻容網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路模型作為動力電池的基本模型，得到數(shù) 學(xué)方程如下：
其中，i表示動力電池的工作電流，Ut表示動力電池的端電壓，OCV表示動力電池的開 路電壓，Rtl為動力電池的歐姆內(nèi)阻值，R i為動力電池的濃差極化電阻值，R 2表示動力電池內(nèi) 部溫度變化所導(dǎo)致的內(nèi)阻變化分量，C1為戴維南等效電路模型中第一電容的電容值，（： 2為 戴維南等效電路模型中第二電容的電容值，C1 · R1為動力電池物質(zhì)傳輸動態(tài)過程的時間常 數(shù)，C2 · R2為動力電池內(nèi)部溫度變化動態(tài)過程的時間常數(shù)，U C1與U C2分別為動力電池戴維南 等效電路模型中第一電容和第二電容兩端的電壓； 根據(jù)疊加原理，將動力電池的開路電壓OCV置為0,得到動力電池的端電壓Ut與動力電 池工作電流i之間的傳遞函數(shù)：
(8) 以步驟（5)的工作電流曲線作為模型的輸入數(shù)據(jù)，以步驟（6)得到的動態(tài)響應(yīng)曲線 作為戴維南等效電路模型的輸出數(shù)據(jù)，采用最小二乘方法求解步驟（7)的傳遞函數(shù)，得到 各阻容參數(shù)R〇、Rp Cp R2以及C 2，具體過程如下： (8-1)建立一個如下形式的傳遞函數(shù)：
其中，k、％、ai、bjP b i為待定系數(shù)，采用最小二乘方法，使用戴維南等效電路模型的輸 入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)直接求解該傳遞函數(shù)，得到k、％、ai、Idci和b 1; (8-2)利用上述Kac^apbjPb1，通過以下計算公式，計算得到步驟（7)的數(shù)學(xué)方程中 的各阻容參數(shù)Ro、Q、R2以及C 2:
(9) 從步驟⑷動力電池的工作電流曲線與動態(tài)特性曲線中，分別讀取與橫坐標(biāo)心相 對應(yīng)的縱坐標(biāo)的工作電流數(shù)值itl和端電壓數(shù)值U tl，根據(jù)戴維南等效電路模型，％1與U C2分 別為： Uci= i u · R1 Uc2= i u · R2 根據(jù)步驟（7)的數(shù)學(xué)方程，開路電壓參數(shù)OCV為： OCV = Ut「itl · (WR2); (10) 重復(fù)步驟（4)到步驟（9)，遍歷所有兩個不同的工作電流L和ik，遍歷以工作電 流L對動力電池進行恒流操作的持續(xù)時間t i，完成所有不同條件下的動力電池的充放電操 作，測定動力電池的動態(tài)外特性。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測定動力電池的動態(tài)外特性的方法，屬于電池技術(shù)領(lǐng)域。本方法通過在不同工作電流上疊加動態(tài)激勵的方法來獲取不同工作電流附近動力電池的動態(tài)外特性，基于動力電池的恒流特性曲線以及曲線求差的方法來近似消除動力電池動態(tài)外特性中混疊的時變特性，最終稿實現(xiàn)對動力電池動態(tài)外特性的精確測定。本發(fā)明方法能夠更加充分地揭示不同工作電流條件下動力電池內(nèi)部不同的動態(tài)特性信息，因此具有更高的建模精度。本發(fā)明方法不僅可供動力電池制造商離線使用來測試動力電池的基本參數(shù)，也可用于動力電池的在線測定。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號】CN104678309
【申請?zhí)枴緾N201510021044
【發(fā)明人】何志超, 楊耕, 耿華
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月16日