基于改进等效电路模型的高比能量储能锂电池系统功率状态估计

• 作者: 杨新波 郑岳久 高文凯 任东生 韩雪冰 欧阳明高
• 来源期刊: 电网技术
• 关键词: 极化内阻电流依赖性 SOP估计 等效电路模型 高比能量电池
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 高比例可再生能源并网|High Share of Renewable Energy Interation
• 页码范围: 57-66
• 页数: 10页
• 分类号: TM721
• 语种: 中文
• DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1026

摘要

针对高比能量电池大倍率下的电化学特性特殊性,用传统的等效电路模型(equivalent circuit model, ECM)估计功率状态(state of power,SOP)存在精度较低的问题,提出一种拓展的等效电路模型(extended equivalent circuit model, E-ECM)进行SOP估计.分析锂离子动力电池负载电流对极化内阻的影响,基于不同倍率测试和最小二乘的方法建立极化内阻与电流的关系;通过引入SOC偏差△z的概念,来描述电池内部的固相扩散反应引起的扩散压降,对部分SOC区间的△z进行了拟合预测;构建了考虑极化内阻电流依赖性和扩散压降的E-ECM模型,基于E-ECM模型进行电压限制下的10s和180s的SOP估计.搭建了面向单体电池的基本性能实验和SOP最大电流实验平台,分析结果表明,基于模型的最大电流平均误差不超过0.41％、最大误差0.51％左右,基于拟合预测△SOC处的最大电流误差为1.47％,验证了E-ECM模型对SOP估计的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统功率状态估计与控制提供了理论支撑.