【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，尤其涉及一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法。
技术介绍
1、公开号为cn107677965b，申请日为2017年9月21日公开的技术方案是建立一种综合考虑电能、热能和损失能量的电池能量状态数学估算模型，然后根据采集数据对soe进行实时估算；公开号为cn115542177a，申请日为2021年6月29日公开的技术方案是基于电池放电荷电状态曲线与能量状态曲线的差值曲线，建立能量状态与荷电状态的关联函数，然后根据荷电状态实时估算电池的能量状态；公开号为cn104459551a，申请日为2014年11月28日公开的技术方案是基于初始soe值，根据能量守恒定律和能量积分，实时更新soe值；公开号为cn111044906b，申请日为2019年12月10日公开的技术方案是根据状态方程、观测方程及基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波算法，对soe进行实时估算；公开号为cn104951662b，申请日为2015年7月16日公开的技术方案是考虑热能完善了放电过程中能量消耗种类，同时以最大理论总能及能量释放效率对释放总能估算过程进行实时调整，使模型更贴近实际工况，提高估算精度。
2、上述对比文件中均未考虑电池的温度、电特性、老化的耦合影响，不贴近实际工况，全生命周期内大温变下soe估算精度无保证。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供能够综合考虑温度、电特性和寿命的影响，解决全生命周期内大温变下soe估算精度无保证难题的一种基于热-电-寿
2、技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1：获得电池起始的荷电状态soc0，温度tc,0，电压u0，目标功率pn；
4、s2：计算经过时间微元δt后下一时刻t的电池状态参数，荷电状态soct、电池目标功率pn的电流it、标称电流in的电流倍率ir,t以及时间微元δt内的安时数变化量δqah；
5、s3：基于s1和s2的电池参数，调用等效电路模型，计算下一时刻t的电池电压ut、欧姆压降ur,t、极化电压up1,t和up2,t，并将ut、ur,t、up1,t和up2,t输出到热模型；
6、s4：基于s1、s2和s3的电池参数，调用热模型，计算下一时刻t的电池温度tc,t，并将热模型计算结果输出到寿命模型，计算下一时刻t容量衰减系数sohq，t和阻抗增长系数sohr,t；
7、s5：将s4的计算结果输出到等效电路模型计算下下时刻t1电池电压参数ut，ur,t，up1,t和up2,t；
8、s6：基于s1、s2和s4的电池状态参数，调用寿命模型，计算下一时刻t的容量衰减系数sohq和阻抗增长系数sohr，寿命模型计算结果输出给s2，用于计算下下时刻t1电池荷电状态soct，再输出到等效电路模型，用于计算下下时刻t1电池电压ut、欧姆压降ur,t、极化电压up1,t和up2,t；
9、s7：重复s2至s6，直至ut到达放电截止电压uend，获取放电区间内每个时间微元δt内的电池电流it，时间微元δt两端的电池电压ut-1和ut；
10、s8：计算每个时间微元δt内的放电能量δet，将放电区间内所有时间微元δt对应的放电能量δet累计在一起，得到当前状态下电池的剩余可用能量。
11、进一步地，s2中的各电池参数的计算公式为
12、it＝pn/ut-1
13、ir，t＝it/in
14、δqah，t＝itδt
15、soct＝soct-1+(itδt)/(sohq，t-1qn)
16、其中，δqah，t表示下一时刻的安时变化量，soct-1表示前一时刻的荷电状态，sohq，t-1表示前一时刻的容量衰减系数，ut-1表示前一时刻的电池电压。
17、进一步地，s3中等效电路模型计算公式如下：
18、
19、其中，uocv，t表示为下一时刻的锂电池开路电压，tc，t-1表示前一时刻的电池温度，r0表示电阻，up1，t表示与下一时刻相关的第一阶rc网络的极化电压，up2，t表示与下一时刻相关的第二阶rc网络的极化电压，up1，t-1表示与前一时刻相关的第一阶rc网络的极化电压，up2，t-1表示与前一时刻相关的第二阶rc网络的极化电压，τ1、τ2是时间常数、其值τ1＝r1c1，τ2＝r2c2，rp1表示第一阶rc网络的电阻，rp2表示第二阶rc网络的电阻。
20、更进一步地，uocv，t＝f(tc，t-1，soct)
21、其中tc,t-1表示前一时刻的电池温度。
22、进一步地，s4中热模型计算公式如下：
23、
24、其中tc,t-1为上一时刻的电池温度，up,t表示下一时刻极化电压、up,t＝up1,t+up2,t，β为电池温熵系数。
25、进一步地，s4中寿命模型计算公式如下：
26、
27、
28、其中ai(i＝1,2,3,4,5,6)是循环寿命容量衰减模型公式的系数，bi(i＝1,2,3,4,5,6)是循环寿命阻抗增长模型公式的系数，di(i＝1,2,3)是日历存储容量缩减模型公式的系数，fi(i＝1,2,3)是日历存储阻抗增长模型公式的系数。
29、更进一步地，
30、t＝(t+tc，t)/2
31、qah＝qah+δqah，t
32、t＝t+δt。
33、进一步地，t1＝t+2δt。
34、进一步地，s7的计算当前状态下电池的剩余可用能量的计算公式为
35、
36、
37、其中ut-1表示前一时刻电池电压。
38、soc：state of charge，电池荷电状态；
39、ocv：open circuit voltage，开路电压；
40、soe：state of energy，电池剩余能量；
41、soh：state of health，电池健康状态；
42、有益效果：本专利技术在估算锂电池能量状态过程中，综合考虑了温度、电特性和寿命的影响，解决了全生命周期内大温变下soe估算精度无保证的难题，符合实际使用场景，更能应对复杂的实际使用情况，温度和时间适用范围广，估算精度高。
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1.一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，S2中各电池参数的计算公式为
3.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，S3中等效电路模型计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，S4中热模型计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，S4中寿命模型计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，t1＝t+2Δt。
9.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型
...【技术特征摘要】
1.一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，s2中各电池参数的计算公式为
3.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，s3中等效电路模型计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种基于热-电-寿命耦合模型的电池能量状态估算方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王羽平，王勇，许科，杨贤艺，张介，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，
类型：发明
国别省市：
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