基于改进等效电路模型的高比能量储能锂电池系统功率状态估计

摘要：

针对高比能量电池大倍率下的电化学特性特殊性,用传统的等效电路模型(equivalent circuit model, ECM)估计功率状态(state of power,SOP)存在精度较低的问题,提出一种拓展的等效电路模型(extended equivalent circuit model, E-ECM)进行SOP估计.分析锂离子动力电池负载电流对极化内阻的影响,基于不同倍率测试和最小二乘的方法建立极化内阻与电流的关系;通过引入SOC偏差△z的概念,来描述电池内部的固相扩散反应引起的扩散压降,对部分SOC区间的△z进行了拟合预测;构建了考虑极化内阻电流依赖性和扩散压降的E-ECM模型,基于E-ECM模型进行电压限制下的10s和180s的SOP估计.搭建了面向单体电池的基本性能实验和SOP最大电流实验平台,分析结果表明,基于模型的最大电流平均误差不超过0.41％、最大误差0.51％左右,基于拟合预测△SOC处的最大电流误差为1.47％,验证了E-ECM模型对SOP估计的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统功率状态估计与控制提供了理论支撑.

关键词：极化内阻电流依赖性、SOP估计、等效电路模型、高比能量电池

所属期刊栏目：45

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金;上海市青年科技启明星计划

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：57-66