提供的动力电池模型中，可以使用一个可控理想电压源来模拟，即动力电池电动势模块11，动力电池电动势模块11与动力电池的SOC和温度相关。
[0068]Ul到U2和U3到U4的电压突变为动力电池的欧姆压降部分，在图4提供的动力电池模型中使用一个理想电阻来模拟动力电池在负载电流变化时欧姆压降的突变，即动力电池欧姆损耗模块12，动力电池欧姆损耗模块12中理想电阻的阻值与动力电池的电极材料、电解质和导电性相关，同时与动力电池的SOC和温度相关。
[0069]U2到U3的电压缓慢变化为动力电池的极化电压建立过程，在图4提供的动力电池模型中使用两个串联的RC电路的零状态响应过程来模拟，即第一动力电池极化损耗模块13中可变电容的充电过程。其中一个RC电路模拟活化过电压变化，另外一个RC电路模拟浓度差过电压变化。RC电路中的电阻参数和电容参数均与动力电池的S0C、温度和电流方向相关，电阻参数和电容参数的获取通过一个复杂的识别过程得到。
[0070]U4到U5的电压缓慢变化为动力电池的极化电压消除的过程，在图4提供的动力电池模型中使用两个串联的RC电路的零输入响应过程来模拟，即第一动力电池极化损耗模块13中可变电容的放电过程。
[0071]动力电池的极化电压在极化过程的初期(前5s)的变化相对陡峭，即图5中的U2处，第一动力电池极化损耗模块13无法兼顾该段时间内的电压变化，所以通过第二动力电池极化损耗模块14来模拟极化过程初期动力电池极化电压的变化，第二动力电池极化损耗模块14极化时间常数较小并且固定。
[0072]动力电池的极化电压在极化过程后期(I个小时后)仍然由微变，即图5中的U5处，动力电池模型中的第一动力电池极化损耗模块13无法兼顾该段时间内的电压变化，所以通过第三动力电池极化损耗模块15模拟极化过程后期极化电压的微变，第三动力电池极化损耗模块15的极化时间常数较大并且固定。
[0073]综上可以看出，本申请提供的动力电池模型中，动力电池欧姆损耗模块12用于模拟动力电池的欧姆损耗，第一动力电池极化损耗模块13包括两个分支，每个分支包括串联连接的两个RC电路，用于模拟动力电池在充放电过程中极化损耗，第二动力电池极化损耗模块14包括并联连接的第一电容和第一电阻，也就是说包括一个RC电路，用于模拟动力电池在工作电流变化初期极化损耗。本申请采用了多阶RC等效电路模型对极化损耗产生的过程包括极化产生的初期和中期进行了模拟，相比现有技术仅采用一阶RC等效电路模型而言，本申请由动力电池模型得到的仿真结果更接近真实电池的电压和电流的变化，从而满足了 HIL系统的精度要求。
[0074]同时，本申请对于不同型号的电池，可以通过参数识别的过程来进行模型参数化，进而满足仿真精度的需求。
[0075]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0076]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0077]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种动力电池模型，其特征在于，包括: 动力电池电动势模块； 动力电池欧姆损耗模块，所述动力电池欧姆损耗模块包括两个分支，第一分支包括第一二极管和第一可调电阻，所述第一二极管的阳极连接所述动力电池电动势模块的正极，所述第一二极管的阴极连接所述第一可调电阻的一端，所述第一可调电阻的另一端作为所述动力电池欧姆损耗模块的第一输出端；第二分支包括第二二极管和第二可调电阻，所述第二二极管的阴极连接所述动力电池电动势模块的正极，所述第二二极管的阳极连接所述第二可调电阻的一端，所述第二可调电阻的另一端作为所述动力电池欧姆损耗模块的第一输入端； 用于模拟动力电池在充放电过程中极化损耗的第一动力电池极化损耗模块，所述第一动力电池极化损耗模块包括两个分支，每个分支至少包括串联连接的两个Re电路，每个RC电路由一个可变电容和一个可调电阻并联组成，其中，第一分支连接所述动力电池欧姆损耗模块的第一输出端，第二分支连接所述动力电池欧姆损耗模块的第一输入端，所述第一分支和所述第二分支的公共端作为动力电池模型的正输出端； 用于模拟所述动力电池在工作电流变化初期极化损耗的第二动力电池极化损耗模块，所述第二动力电池极化损耗模块包括并联连接的第一电容和第一电阻，所述第一电容与所述第一电阻的第一公共端连接所述动力电池电动势模块的负极，所述第一电容和所述第一电阻的第二公共端作为所述动力电池模型的负输出端。
2.根据权利要求1所述的动力电池模型，其特征在于，还包括: 用来模拟所述动力电池的后期极化损耗的第三动力电池极化损耗模块，所述第三动力电池极化损耗模块包括并联连接的第二电容和第二电阻，所述第二电容和所述第二电阻的第一公共端连接所述第一电容和所述第二电阻的第二公共端，所述第二电容和所述第二电阻的第二公共端作为所述动力电池模型的负输出端。
3.根据权利要求1所述的动力电池模型，其特征在于，还包括: 用于模拟电池管理系统的电池均衡模块，所述电池均衡模块包括并联的两个分支，每个分支包括串联连接的电流源和开关，第一分支中第一电流源的正极和第二分支中第二电流源的负极的公共端连接所述动力电池模型的正输出端，所述第一分支中第一开关的一端连接所述第一电流源的负极，所述第二分支中第二开关的一端连接所述第二电流源的正极，所述第一开关和所述第二开关的公共端连接所述动力电池模型的负输出端。
4.根据权利要求1所述的动力电池模型，其特征在于，还包括:电池自放电损耗模块； 所述电池自放电损耗模块的输入端与所述动力电池电动势模块的正极连接，所述电池自放电损耗模块的输出端与所述动力电池电动势模块的负极连接。
5.根据权利要求4所述的动力电池模型，其特征在于，所述电池自放电损耗模块为电流源。
【专利摘要】本申请公开了一种动力电池模型，包括动力电池电动势模块、动力电池欧姆损耗模块、第一动力电池极化损耗模块和第二动力电池极化损耗模块，第一动力电池极化损耗模块包括两个分支，每个分支包括串联连接的两个RC电路，用于模拟动力电池在充放电过程中极化损耗，第二动力电池极化损耗模块包括并联连接的第一电容和第一电阻，即包括一个RC电路，用于模拟动力电池在工作电流变化初期极化损耗。本申请采用了多阶RC等效电路模型对极化损耗产生的过程包括极化产生的初期和中期进行了模拟，相比现有技术仅采用一阶RC等效电路模型而言，本申请由动力电池模型得到的仿真结果更接近真实电池的电压和电流的变化，从而满足了HIL系统的精度要求。
【IPC分类】G05B23-02
【公开号】CN204423143
【申请号】CN201520068929
【发明人】潘红杰
【申请人】北京经纬恒润科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月30日