基于二阶RC 模型的锂电池建模仿真研究

图1 二阶RC模型(1982—),男,内蒙古商都县人,硕士研究生,讲师。研究方向:计算机网络、云计算。
图2 锂电池UL变化曲线锂电池在每个脉冲放电后的静置过程中,UL 会逐渐达到一个稳定值,可以将其作为相应SOC 下的UOC 记录下来,这样就能够得到一个SOC 和UOC 对应数组,利用取得的UOC 对应数组进行5次多项式拟合。95743323.373810SOC 9.713910SOC    1.0476SOC    4.975810SOC 0.1124SOC 9.7492−−−×−×+−×++辨识R 0、R 1、C 1、R 2和C 2、R 1、C 1、R 2和C 2
是根据锂电池在某种放电制度下变化来辨识。常温下,以0.5C 电流对SOC 为电池进行脉冲放电,并利用AH 积分法实时估算SOC 图3 锂电池UL变化曲线0辨识利用k 时刻U L 的变化量△U 1和k+90时刻U L 的变化量计算SOC k 对应的R 0k ,如式(2)所示。图4 锂电池仿真模型
SOC 估算采用AH 积分计算法,且考虑电流大小对充放
电效率的影响。参数计算是将SOC 作为输入,通过上一节参数辨识所获取的各参数与SOC 的关系式计算任意SOC 对应的参数值。U L 计算是根据二阶RC 模型的电路KVL 方程来
图5 仿真输出的误差
图5显示仿真输出的误差较小,最大不超过0.7%,说明模型能较准确地表征锂电池在恒流放电工况下的外
部动态特征。
脉冲放电工况下仿真
常温下,以1C电流对SOC为1的锂电池脉冲放电,每个周期放电6 min、静置30 min,将试验采集的I L和
别作为仿真输入、仿真输出的比较对象,仿真输出误差如图所示。
图6显示仿真输出的误差相对恒流放电工况下仿真输出的误差略大,但基本小于1%,说明模型也能够较准确地表征锂电池在脉冲放电工况下的外部动态特征。
图6 仿真输出误差
5 结 语
本文选择二阶RC模型进行锂电池建模仿真,主要涉及参数辨识、模型搭建和仿真分析3个方面。首先在常温下对锂电池进行某种放电制度的试验,利用1stOpt对电池端电压变化进行曲线拟合以辨识模型参数,然后在Matlab/Simulink 中搭建电池仿真模型,最后通过恒流放电和脉冲放电两种工况下的试验数据对模型进行仿真分析。仿真结果表明,电池模型在恒流放电和脉冲放电两种工况下的仿真输出误差均比较小,基本不超过1%,说明二阶RC模型是比较准确的,参数辨识也是有效的。

本文发布于:2024-09-20 12:26:07,感谢您对本站的认可!

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