基于分数阶模型的电池参数在线辨识与简化计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分数阶模型的电池参数在线辨识与分数阶简化计算的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、分数阶模型传递函数和微分方程的建立；步骤二、分数阶微分项时域的计算与化简；步骤三、分数阶方程递推形式的化简；步骤四、分数阶窗口数据计算的简化。该方法基于包含Warburg元件的一阶分数阶模型，推导出用于参数在线辨识的递推形式，然后对分数阶窗口数据的计算进行简化，以减小分数阶模型的计算量。本发明专利技术的方法可使分数阶模型自适应不同的温度、工况等环境，可更准确的反应电池内部实际的动态反应特性；可为准确的状态估计、续驶里程预测等提供基础，发挥电池的最大性能并保障电动汽车的安全行驶。性能并保障电动汽车的安全行驶。性能并保障电动汽车的安全行驶。

【技术实现步骤摘要】
基于分数阶模型的电池参数在线辨识与简化计算方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种基于分数阶模型的参数辨识方法，具体涉及一种基于分数阶模型的电池参数在线辨识与分数阶的简化计算方法。

技术介绍

[0002]电动汽车的普及和发展为资源短缺、环境污染等提供了一种新的解决途径。锂离子电池因体积小、能量密度高等优点已成为电动汽车的主流动力源。作为电池安全监测和管理的设备，电池管理系统的许多重要功能，如状态估计等与电池模型密切相关。电池模型可以很好地反映电池的内部状态，为续驶里程预测等提供信息，同时也对电动汽车的安全行驶等具有重要意义。
[0003]目前，电池模型主要有三大类：电化学模型、整数阶模型和分数阶模型。其中，电化学模型通过考虑锂离子的固液相扩散等微观反应来准确表征电池内部的动态特性，模型精度高，但是电化学模型涉及大量的参数，且表征电池内部反应的偏微分方程所带来的复杂度使其难以在实际的应用中部署。整数阶模型使用电阻、整数阶电容等电气元件来描述电池的反应特性，结构简单，计算复杂度低。然而，面对复杂工况、低温等环境时，整数阶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分数阶模型的电池参数在线辨识与分数阶简化计算的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一、分数阶模型传递函数和微分方程的建立步骤一一、基于分数阶模型的结构给出分数阶模型的传递函数，对于包含Warburg元件的一阶分数阶模型，其分数阶模型的传递函数为：上式中，y(s)＝U
ocv
(s)
‑
U
t
(s)，s表示复频域，U
ocv
为电池的开路电压，U
t
为电池的端电压，I为电池的电流，R0为分数阶模型的欧姆内阻，R1为分数阶模型的极化电阻，C1为常相位角元件的电容值，α为常相位角元件的电容阶数，W为Warburg元件的电容值，β为Warburg元件的电容阶数；步骤一二、基于分数阶的原理，将分数阶模型的传递函数转化成分数阶微分方程，则包含Warburg元件的一阶分数阶模型的传递函数可转化为：(WD
β
+WR1C1D
α+β
)y(t)＝(R1C1D
α
+(R0W+R1W)D
β
+R0R1C1WD
α+
β)I(t)+I(t)；上式中，t表示时域内的时间；步骤二、分数阶微分项时域的计算与化简步骤二一、根据GL定义对步骤一给出的分数阶微分方程在时域中进行近似的离散化计算：上式中，D
ω
f(t)为分数阶计算的时域项，ΔT为采样间隔，ω为分数阶阶数，τ为分数阶计算所设定的窗口总长度，k＝i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林辉，秦鹏亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：