基于分?jǐn)?shù)階阻抗模型的鋰電池荷電狀態(tài)估計(jì)

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基于分?jǐn)?shù)階阻抗模型的鋰電池荷電狀態(tài)估計(jì)

目前，對鋰電池荷電狀態(tài)的估計(jì)多是基于各種鋰電池模型，分為等效電路模型和電化學(xué)模型兩類。基于分?jǐn)?shù)階阻抗模型提出了一種估算電池荷電狀態(tài)的新算法，并討論了將其應(yīng)用在汽車電池管理系統(tǒng)中的可能性。

介紹了鋰電池的電化學(xué)阻抗譜和分?jǐn)?shù)階微積分方法。鋰電池的電化學(xué)阻抗譜方法是將一系列不同頻率振幅的正弦波信號施加在鋰電池上以得到相應(yīng)頻域內(nèi)的電信號反饋。分?jǐn)?shù)階微積分是研究任意實(shí)數(shù)階微積分的應(yīng)用數(shù)學(xué)，其建立的系統(tǒng)模型更加精確。介紹了鋰電池單電極模型和雙電極模型。建立模型時(shí)，假設(shè)電池正極對電池電壓的影響最大，并忽略電解質(zhì)對電池電壓的影響。基于鋰電池的雙電極模型提出了鋰電池分?jǐn)?shù)階阻抗模型。介紹了對鋰電池荷電狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)時(shí)存在的問題。荷電狀態(tài)估計(jì)的目的是為電池可用電荷提供一個(gè)指令，給出進(jìn)行荷電狀態(tài)估計(jì)的初始條件和計(jì)算式。由于電池內(nèi)部容量的損失以及傳感器測量偏差，因此該估計(jì)方法不能產(chǎn)生準(zhǔn)確的估計(jì)結(jié)果。介紹了初始化誤差補(bǔ)償和靜態(tài)非線性曲線處理技術(shù)，以提高估計(jì)精度。由于鋰電池在使用過程中會出現(xiàn)老化現(xiàn)象而引起相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，因此設(shè)計(jì)了兩個(gè)狀態(tài)觀測器，對給出的荷電狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行靈敏度分析。結(jié)果顯示，所建立的模型對電流電壓產(chǎn)生的微小擾動魯棒性較強(qiáng)。

J. M. Francisco et al. 2014 International Conference on Fractional Differentiation and Its Applications, Catania June 23- 25, 2014.

編譯：陳丁躍