锂电池等效电路模型参数在线自适应调节方法及相关装置与流程

本发明涉及锂电池，尤其涉及一种锂电池等效电路模型参数的在线自适应调节方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、荷电状态值（state of charge，soc）作为锂电池的重要参数，一般通过对电压、电流和温度等参数实现对soc的估算，进而完成电池充放电控制、热管理等功能。

2、实际应用中，受多种因素影响，实现对soc精确在线估算较为困难。目前常用的soc估算方法包括：传统方法、基于模型的方法和智能算法三大类。其中，基于模型的方法所建立的模型有两种，一种是电化学模型，另一种是等效电路模型。等效电路模型包含rint模型、thevenin模型、二阶rc模型、pngv模型、gnl模型等，其中二阶rc等效电路模型（即改进thevenin模型）应用最为广泛。然而，现有的等效电路模型无法获得准确的参数,导致锂电池soc值的估算准确性较低，无法得到较为准确的soc值。

3、另外，当前等效电路模型的参数均是基于样本电池单体的测试数据所获得，但不同的电池单体因个体差异的区别，其参数必然是存在一定区别；另外随着电池的使用，电池逐渐老化，老化后的电池其参数也在变化；以及电池温度发生剧烈变化，也会导致其参数发生变化；如果使用固定的模型参数估算锂电池的soc，则无法获得准确的电池电压估计值，产生较大的电压估算误差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种锂电池等效电路模型参数的在线自适应调节方法、电子设备及存储介质，该方法通过调节目标电池在实际工况下的等效电路模型的参数，能够获得在不同工况下的等效电路模型准确的参数，提高等效电路模型的准确性和可靠性。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种锂电池等效电路模型参数的在线自适应调节方法，所述方法包括：

4、获取样本电池在不同工况下的等效电路模型参数的参考值；所述不同工况包括不同电池温度、不同荷电状态、不同电流方向、不同电流大小中的一种或多种；

5、确定目标电池的目标调节参数；

6、根据实际工况，利用单点中断法获取所述目标调节参数的修正系数；

7、根据所述样本电池在不同工况下的等效电路模型参数的参考值，结合所述修正系数对所述目标调节参数进行自适应调节，以获得所述目标电池在不同工况下的等效电路模型参数的最终值。

8、在一些实施例中，所述目标调节参数包括欧姆内阻和/或极化电阻。

9、在一些实施例中，所述确定目标电池的目标调节参数包括：

10、将所述样本电池和所述目标电池在同一实验条件下进行差异测试，根据两者的测试曲线确定差异超过阈值的参数为目标调节参数。

11、在一些实施例中，所述差异测试为混合功率脉冲特性测试。

12、在一些实施例中，当所述目标调节参数为欧姆内阻时，所述利用单点中断法获取所述目标调节参数的修正系数，包括：

13、当所述目标电池充电或放电达到第一荷电状态时，使所述目标电池充电或者放电中断第一时间，并记录所述目标电池在中断时的第一电池温度及第一电流；

14、获取所述目标电池在充电或放电中断前后的电压差值的绝对值，根据所述电压差值的绝对值以及第一电流，获得所述目标电池在第一电池温度、第一荷电状态及第一电流下的欧姆内阻真实值；

15、获取所述样本电池在第一电池温度、第一荷电状态及第一电流下的欧姆内阻参考值；

16、将所述目标电池在第一电池温度、第一荷电状态及第一电流下的欧姆内阻真实值与欧姆内阻参考值的比值作为修正系数。

17、在一些实施例中，当所述目标调节参数为极化电阻时，所述利用单点中断法获取所述目标调节参数的修正系数，包括：

18、当所述目标电池充电或放电达到第二荷电状态时，使所述目标电池充电或放电中断第二时间间隔后恢复对所述目标电池的充电或放电，并记录所述目标电池在恢复充电或放电后的第二电池温度及第二电流；

19、获取所述目标电池在第一时刻和第二时刻的电压差值的绝对值，根据所述电压差值的绝对值以及目标时长，获得在第二电池温度、第二荷电状态及第二电流下所述目标电池的第二斜率，其中，所述第一时刻为所述目标电池恢复充电或放电的时刻，所述第二时刻为所述所述目标电池在恢复充电或放电后的任意一个时刻，所述目标时长为所述第二时刻与所述第一时刻之差的绝对值；

20、根据所述样本电池在不同工况下的等效电路模型参数的参考值，获取所述样本电池在第二电池温度、第二荷电状态及第二电流下中断充电或放电第二时间间隔后恢复充电或放电的电压估计曲线，并计算所述样本电池在第一时刻和第二时刻的电压差值的绝对值，根据所述电压差值的绝对值以及所述目标时长，获得在第二电池温度、第二荷电状态及第二电流下所述样本电池的第一斜率；

21、将所述第二斜率与所述第一斜率的比值作为修正系数。

22、在一些实施例中，记录上一次进行参数调节时的电池温度，当当前电池温度与上一次进行参数调节时的电池温度的差值超过阈值时，再一次进行参数调节。

23、在一些实施例中，所述锂电池等效电路模型包括两种状态下的等效电路模型：一种为有电流激励状态的第一等效电路模型，另一种为无电流激励状态的第二等效电路模型；所述第一等效电路模型包含第一参数；所述第二等效电路模型包含第二参数；所述第一参数不同于所述第二参数。

24、在一些实施例中，所述样本电池在不同工况下的所述第一参数和所述第二参数的参考值获取方法如下：

25、基于所述第一等效电路模型，建立样本电池的端电压的第一关系式，所述第一关系式包括所述第一参数；基于所述第二等效电路模型，建立样本电池的端电压的第二关系式，所述第二关系式包括所述第二参数；

26、获取所述样本电池在设定实验条件下的充电或放电的第一测试数据，所述第一测试数据包括：测试时间及所述测试时间对应的电池soc、电流和端电压；获取所述电池在设定实验条件下且为静置状态下的第二测试数据，所述第二测试数据包括：测试时间及所述测试时间对应的电池soc、电流和端电压；所述设定实验条件为固定电池温度和充放电电流大小；

27、获取所述样本电池的开路电压特性曲线，所述开路电压特性曲线为在特定电池温度下，电池的开路电压与电池soc的关系曲线；

28、根据所述第一测试数据和所述第二测试数据中的电池soc及电池温度，依照开路电压特性曲线，获取各电池soc所对应的开路电压；

29、将所述第一测试数据及对应的开路电压输入到第一关系式，将所述第二测试数据及对应的开路电压输入到第二关系式，通过辨识算法获得所述样本电池在设定实验条件下所述第一参数和所述第二参数的参考值；

30、更换不同的设定实验条件以获得不同工况下的所述第一参数和所述第二参数的参考值，所述设定实验条件包括电池温度、电流大小和电流方向中的至少一种。

31、第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

32、处理器以及与所述处理器通信连接的存储器；

33、所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器调用时，以使所述处理器执行第一方面提出的任一项锂电池等效电路模型参数的在线自适应调节方法。

34、第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有处理器可执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器调用时，以使所述处理器执行第一方面提出的任一项锂电池等效电路模型参数的在线自适应调节方法。

35、本发明实施例的有益效果：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供的锂电池等效电路模型参数的在线自适应调节方法，包括：获取样本电池在不同工况下的等效电路模型参数的参考值；不同工况包括不同电池温度、不同荷电状态、不同电流方向、不同电流大小中的一种或多种；确定目标电池的目标调节参数；根据实际工况，利用单点中断法获取目标调节参数的修正系数；根据样本电池在不同工况下的等效电路模型参数的参考值，结合修正系数对目标调节参数进行自适应调节，以获得目标电池在不同工况下的等效电路模型参数的最终值。

36、在本发明实施例中，该方法利用单点中断法获取目标电池在实际工况下的等效电路模型的目标调节参数的修正系数，结合样本电池在不同工况下的等效电路模型参数的参考值，调节目标电池在实际工况下的等效电路模型的目标调节参数，能够获得在不同工况下的等效电路模型准确的参数，提高等效电路模型的准确性和可靠性，并准确地反映锂电池的实际功率特性。