锂离子电池电化学降阶模型性能对比

摘要：

可靠而高效的锂离子电池模型是电池管理系统状态估计与故障诊断的基础.采用偏微分方程描述的准二维(P2D)机理模型的参数多,虽然模型准确性高,但计算费时,需降阶处理才能更好地应用在车载电池管理系统.为此,基于相同模型参数,建立锂离子电池的P2D模型及其降阶模型—单粒子模型(SPM)和集总粒子模型(LPM),对三种电化学机理模型电池端电压的计算精度和时间进行对比研究.结合多孔电极模型和浓溶液理论,基于电池均匀电流密度的假设条件,按照电极固相和液相体积比重新分配电流密度,推导了由液相锂离子浓度分布差异所导致的液相浓差过电压和欧姆内阻,补偿LPM的电压误差.采用恒流放电、脉冲放电和动态电应力测试(DST)工况对比分析优化的LPM,P2D模型和SPM的电学性能.结果表明:优化的LPM不仅能够以更少的参数大幅降低模型计算时间,而且能够保证模型电压的计算精度.

关键词：锂离子电池、电化学模型、模型降阶、模型优化

所属期刊栏目：70

分类号：U491;TM912.9;TN125

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2021-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：423-434