储能电池健康状态关键参数提取方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及储能电池参数辨识领域。
【背景技术】
[0002] 电池模型是电动汽车系统仿真、电池特征提取以及状态估计的过程中必不可少的 环节，针对不同的模型，其参数辨识方法的复杂性、精确度对整个系统的状态估计至关重 要。现有的辨识方法如遗传算法，处理速度很慢，算法比较复杂，而且对于初值的设置很敏 感。
【发明内容】
[0003] 本发明为了解决现有电池模型参数辨识方法计算复杂导致辨识速度慢的问题，提 出了一种储能电池健康状态关键参数提取方法。
[0004 ]储能电池健康状态关键参数提取方法包括以下步骤：
[0005] 步骤一、将每一节储能电池所用的原始的正极开路电势数据与负极开路电势数据 分别设为两个不同的101*1矩阵数据；
[0006] 步骤二、将步骤一中设定的两个101*1矩阵数据转化为关于时间的数据点，并根据 不同工况通过插值运算获得正极电压插值曲线；
[0007] 步骤三、根据储能电池原始的正极电压曲线、负极电压曲线、储能电池的充电时间 长度以及储能电池的端电压数据重新确定正极电压插值曲线的起始点电压值Uo.dP终止点 电压值U end,P，进而获得正极电压曲线的起始点和终止点，p表示正极；
[0008] 步骤四、根据储能电池原始的负极电压曲线获得负极电压与时间之间的关系，对 负极插值点数N2进行循环取值，每一个负极插值点数N2分别对应一个最佳荷电状态起点N3 以及最佳内阻取值N4;
[0009] 步骤五、根据步骤四中的负极插值参数N2、最佳荷电状态起点N3以及最佳内阻取 值N4获得每一个时间点的电池端电压UT(i)，并将该电池端电压U T(i)与实际的端电压数据U (i)做差求取其误差值并储存；
[0010] 步骤六、在步骤五中获得的误差值中寻找误差最小点，并确定出其对应的N2、N3和 N4的取值；
[0011] 步骤七、根据步骤六获得的N2、N3和N4的取值获得负极插值曲线；
[0012] 步骤八、根据负极插值曲线获得负极荷电状态起始点对应的时间起点以及终止点 对应的时间终点，并计算出内阻值；
[0013 ]步骤九、通过负极插值点数N2和最佳荷电状态起点N3获得负极总的充电时间长度 Lt,n、负极初始荷电状态S0CQ,n、负极终止荷电状态S0C end,n、电池总容量Call和负极总容量Cn， t表示时间，η表示负极。
[0014]有益效果:本发明通过预设正极电势的起点与终点，对负极数据进行伸缩与平移， 最后辨识出内阻、负极初始荷电状态S0CQ,n、负极终止荷电状态S0Cend, n、电池总容量Call和负 极总容量匕5个参数，本发明适用于磷酸铁锂动力电池在不同工况条件下的循环充电过程， 并在低倍率充电条件下有较高的精度，可以准确辨识出不同工况条件下参数的变化，速度 比传统的辨识方法更快，可以应用于磷酸铁锂电池老化机理分析与建模、健康状态评价、动 力梯次利用电池状态分析等领域，以便预测电池的寿命变化情况。
【附图说明】
[0015] 图1为【具体实施方式】一所述的原始正负极电压曲线图；
[0016] 图2为【具体实施方式】一所述的正极电压插值曲线图；
[0017] 图3为任意一节电池的充电数据曲线图；
[0018] 图4为【具体实施方式】一所述的重新确定正极电压插值曲线的起始点和终止点后的 正极电压曲线图；
[0019] 图5为【具体实施方式】一中参数提取过程中的等效电路模型；
[0020] 图6为负极插值曲线图；
[0021] 图7为拟合的电池端电压数据与真实测量的端电压数据对比图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0022] 一、结合图1至图6说明本，本所述的储 能电池健康状态关键参数提取方法包括以下步骤：
[0023] 步骤一、将每一节储能电池所用的原始的正极开路电势数据与负极开路电势数据 分别设为两个不同的101*1矩阵数据；
[0024] 步骤二、将步骤一中设定的两个101*1矩阵数据转化为关于时间的数据点，并根据 不同工况通过插值运算获得正极电压插值曲线；
[0025] 步骤三、根据储能电池原始的正极电压曲线、负极电压曲线、储能电池的充电时间 长度以及储能电池的端电压数据重新确定正极电压插值曲线的起始点电压值Uo.dn终止点 电压值U end,P，进而获得正极电压曲线的起始点和终止点，P表示正极；
[0026] 步骤四、根据储能电池原始的负极电压曲线获得负极电压与时间之间的关系，对 负极插值点数N2进行循环取值，每一个负极插值点数N2分别对应一个最佳荷电状态起点N3 以及最佳内阻取值N4;
[0027]步骤五、根据步骤四中的负极插值参数N2、最佳荷电状态起点N3以及最佳内阻取 值N4获得每一个时间点的电池端电压UT(i)，并将该电池端电压UT(i)与实际的端电压数据U (i)做差求取其误差值并储存；
[0028]步骤六、在步骤五中获得的误差值中寻找误差最小点，并确定出其对应的N2、N3和 N4的取值；
[0029]步骤七、根据步骤六获得的N2、N3和N4的取值获得负极插值曲线；
[0030 ]步骤八、根据负极插值曲线获得负极荷电状态起始点对应的时间起点以及终止点 对应的时间终点，并计算出内阻值；
[0031]步骤九、通过负极插值点数N2和最佳荷电状态起点N3获得负极总的充电时间长度 Un、负极初始荷电状态S0CQ,n、负极终止荷电状态S0Cend,n、电池总容量Call和负极总容量C n， t表示时间，η表示负极。
[0032] 本实施方式中，通过预设正极电势的起点与终点，对负极数据进行伸缩与平移，最 后辨识出内阻、负极初始荷电状态S0CQ, n、负极终止荷电状态S0Cend,n、电池总容量Call和负极 总容量cn5个参数。
[0033] 将正极开路电势数据和负极开路电势数据转化为关于时间的数据点，然后根据不 同情况进行插值以便获取待分析参数的变化情况，在确定正极插值的大小范围后，画出插 值之后的图形，如图2所不。
[0034] 本实施方式中，负极的初始荷电状态点可以转化为关于时间的充放电初始点，所 以，可以先对负极电压关于时间的曲线进行计算和绘制，最后再转化为荷电状态点，负极的 插值点数在一点的范围内循环取值，N3的取值范围约为3000~8000，N4的取值范围约为 0.001 ~0.01。
[0035] 以某节电池数据辨识为例，辨识出来的结果如下表：
[0036] 表 1
.〇
[0039] 【具体实施方式】二、本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的储能电池健康状态关 键参数提取方法的区别在于，步骤二中所述的通过插值运算获得正极电压插值曲线中，正 极数据插值间隔大小由m确定
，其中N1为数据总点数，且Nl/Tc^zcellQ.p/ cel l〇,aii，