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BMS算法设计之电池SOH介绍(下)

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-21 14:00:42   浏览次数:63
核心提示:2020年05月21日关于BMS算法设计之电池SOH介绍(下)的最新消息:本期咱们继续来聊聊电池包SOH的算法实现,本次主要聊一聊用电化学阻抗谱法,基于模型的估算和机械疲劳的理论方法来实现SOH的估算。上一篇文章没有看到的朋友不用着急,文章中会有上一篇的


本期咱们继续来聊聊电池包SOH的算法实现,本次主要聊一聊用电化学阻抗谱法,基于模型的估算和机械疲劳的理论方法来实现SOH的估算。上一篇文章没有看到的朋友不用着急,文章中会有上一篇的链接。趁着周末的大好时光,一起来学习下吧!

阻抗谱法

电池模型参数化的一个已知的模型是电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy- EIS)。此模型的主要优势就是可以利用动态的电流来进行估算,利用电流流动时的SOC的变化。
EIS 一般用于SOC的估算,但也会用来作为SOH的学术研究。研究了温度、放电深度(DOD)和循环次数对锂离子电池放电容量的影响。日历寿命和循环寿命都已经考虑在内,并且都进行了测试,结果表明:随着温度的上升(20℃ -> 40℃)或者是放电深度的变化(20% -> 40%),会加快电池的容量衰减。容量衰减是循环次数平方根的函数,循环次数是电芯寿命的线性函数。下图展示了由于电流(C/3)的中断引起的在不同SOC水平下的电池电压变化的测量:

图1

 一定条件下的电压变化测量来估算SOH△V1是施加放电负载时的电压降;△V2是当电流移除时的电压回升;△V3是20分钟后的总的电压回升。这三个可测量的参数被用来研究,目的是找到他们和SOH的关系。并且研究结果表明:由于放电(△V1表明放电的电阻)引起的电压降与循环数是线性关系并且可以用来估算电池的SOH。

基于EIS技术来分析电芯的主要优势是精度;然而,缺点是由于他们本身的复杂性,很难被应用到实际工程中。因此,此种方法不适用于在线实时应用。

在线电池参数辨识法

在众多的电池SOH估算技术中,为了提高估算的精度,构造了一种电芯模型,并且将其用来支持测量的数据。在此种方法中,一个电芯的数学模型与实时系统并行运行,来预测电池在电流输入下的终端电压输出。预测的数值和实际测量之间的误差被作为模型的修正。

一种基于模型估算SOH的方法的基本框架如下图所示。包含:实时在线测量,电池模型参数化(参数辨识)和一个在参数和电池SOH之间的非线性映射。SOH估算器会在离线时受训来找到SOC和SOH之间的关系。在估算单元中也可以把温度的影响考虑进来。

图2 在线参数辨识估算电池SOH

 
关键词: 估算 电池 负载


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