CN108594125A - 锂电池模型参数辨识装置 - Google Patents

锂电池模型参数辨识装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108594125A
CN108594125A CN201810324061.1A CN201810324061A CN108594125A CN 108594125 A CN108594125 A CN 108594125A CN 201810324061 A CN201810324061 A CN 201810324061A CN 108594125 A CN108594125 A CN 108594125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium battery
data
battery
microprocessor
charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810324061.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王勇
夏跃武
陈万顺
李昂
强化爽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhu Institute of Technology
Original Assignee
Wuhu Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhu Institute of Technology filed Critical Wuhu Institute of Technology
Priority to CN201810324061.1A priority Critical patent/CN108594125A/zh
Publication of CN108594125A publication Critical patent/CN108594125A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明涉及用于锂电池参数测量的电子装置领域，公开锂电池模型参数辨识装置，包括：微处理器、输入设备、数据采集传感器和上位机；其中，所述微处理器连接于输入设备、数据采集传感器和上位机，所述数据采集传感器连接于电池，以采集电池的电流数据和电压数据，所述输入设备输入充放电时间和充放电次数，所述微处理器将所采集的充放电过程中的电流数据和电压数据发送至所述上位机。该锂电池模型参数辨识装置克服了现有技术中的锂电池对测量的实时性、精度要求较高，手动操作难以完成的问题，实现了对锂电池数学模型的参数辨识。

Description

锂电池模型参数辨识装置
技术领域
本发明涉及用于锂电池参数测量的电子装置，具体地，涉及锂电池模型参数辨识装置。
背景技术
随着新能源汽车的兴起，锂电池作为动力电池应用日益广泛。为了更好的使用与维护锂电池，在研究锂电池的基本特性、使用情况时需要建立锂电池的数学模型，如戴维宁模型、Randles模型，然后通过可测得的物理量对数学模型中的参数进行辨识。参数辨识的过程中，通常采用混合脉冲功率实验，对电池进行周期性的充放电。此过程中对测量的实时性、精度要求较高，手动操作难以完成。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂电池模型参数辨识装置，该锂电池模型参数辨识装置克服了现有技术中的锂电池对测量的实时性、精度要求较高，手动操作难以完成的问题，实现了对锂电池数学模型的参数辨识。
为了实现上述目的，本发明提供一种锂电池模型参数辨识装置，该锂电池模型参数辨识装置包括：微处理器、输入设备、数据采集传感器和上位机；其中，所述微处理器连接于输入设备、数据采集传感器和上位机，所述数据采集传感器连接于电池，以采集电池的电流数据和电压数据，所述输入设备输入充放电时间和充放电次数，所述微处理器将所采集的充放电过程中的电流数据和电压数据发送至所述上位机。
优选地，该锂电池模型参数辨识装置还包括：内存卡，所述内存卡连接于所述微处理器，以保存所采集的电流数据和电压数据。
优选地，所述数据采集传感器包括：电流传感器和电压传感器，所述电流传感器连接于所述电池，以进行电流数据的采集，所述电压传感器连接于所述电池，以进行电压数据的采集。
优选地，所述数据采集传感器包括：温度传感器，所述温度传感器连接于所述电池，以进行温度数据的采集，并将采集的温度数据发送至所述微处理器。
优选地，所述微处理器通过串口连接于所述上位机，所述上位机形成电池数学模型。
优选地，所述微处理器通过电气开关连接于所述电池，以通过所述电气开关控制所述电池的充放电。
通过上述技术方案，本发明的锂电池模型参数辨识装置可用于锂电池的充放电实验的控制，实现对锂电池数学模型的参数辨识，为后续了解锂电池的基本特性与使用情况提供基础。通常对锂电池进行充放电实验，测量锂电池的充放电电流和特定时刻的端电压实现对锂电池数学模型参数的辨识。参数辨识的过程中对物理量测量的实时性以及精度要求较高，手动操作无法满足要求。本发明专利设计了一种自动测量装置，可通过按键设置充放电时间，由微处理器通过驱动电路控制电池的充、放电。并自动记录充、放电过程中电池充放电电流、电池的端电压，通过串口发送到上位机，经过计算后，实现对锂电池数学模型的参数辨识。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种锂电池模型参数辨识装置的结构框图；
图2是说明本发明的一种锂电池的Randles模型图；
图3是说明本发明的一种锂电池的混合脉冲功率实验测试示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种锂电池模型参数辨识装置，该锂电池模型参数辨识装置包括：微处理器、输入设备、数据采集传感器和上位机；其中，所述微处理器连接于输入设备、数据采集传感器和上位机，所述数据采集传感器连接于电池，以采集电池的电流数据和电压数据，所述输入设备输入充放电时间和充放电次数，所述微处理器将所采集的充放电过程中的电流数据和电压数据发送至所述上位机。
通过上述技术方案，本发明的锂电池模型参数辨识装置可用于锂电池的充放电实验的控制，实现对锂电池数学模型的参数辨识，为后续了解锂电池的基本特性与使用情况提供基础。通常对锂电池进行充放电实验，测量锂电池的充放电电流和特定时刻的端电压实现对锂电池数学模型参数的辨识。参数辨识的过程中对物理量测量的实时性以及精度要求较高，手动操作无法满足要求。本发明专利设计了一种自动测量装置，可通过按键设置充放电时间，由微处理器通过驱动电路控制电池的充、放电。并自动记录充、放电过程中电池充放电电流、电池的端电压，通过串口发送到上位机，经过计算后，实现对锂电池数学模型的参数辨识。
本发明专利由微处理控制锂电池的充电、放电时间，并自动记录充放电过程中特定时刻锂电池的端电压以及充放电电流，精确高。本发明专利含有温度传感器可记录下不同温度下，电池内部参数的值，用于研究温度对电池参数的影响。本发明专利可通过输入设备设置电池的充放电次数，用于研究充放电循环次数对电池参数的影响。本发明专利可以通过输入设备设置充电时间、放电时间，以及充放电循环次数以及通过可编程电源和可编程负载仪设置锂电池的充放电倍率以模拟实际工况。用于研究不同工况下，锂电池的内部参数的值。本发明专利可将每次充放电所测数据以文本格式存储到SD卡中，便于后续对数据的处理。所述的微处理器可用STM32F103RCT6单片机，所述的输入设备可用矩阵键盘，所述的显示的设备可用2.8寸TFT液晶显示屏，所述的电流传感器可用高精度霍尔电流传感器。
在本发明的一种具体实施方式中，该锂电池模型参数辨识装置还可以包括：内存卡，所述内存卡连接于所述微处理器，以保存所采集的电流数据和电压数据。本发明可将每次充放电所测数据以文本格式存储到SD卡中，便于后续对数据的处理。
在本发明的一种具体实施方式中，所述数据采集传感器可以包括：电流传感器和电压传感器，所述电流传感器连接于所述电池，以进行电流数据的采集，所述电压传感器连接于所述电池，以进行电压数据的采集。
微处理器通过电流传感器测量锂电池的充放电电流，微处理器通过电压传感器测量锂电池的端电压。输入设备与显示设备直接与微处理器相电联，可以实现装置充放电时间，充放电次数等参数的设置。
在本发明的一种具体实施方式中，所述数据采集传感器可以包括：温度传感器，所述温度传感器连接于所述电池，以进行温度数据的采集，并将采集的温度数据发送至所述微处理器。
在本发明的一种具体实施方式中，所述微处理器通过串口连接于所述上位机，所述上位机形成电池数学模型。
在本发明的一种具体实施方式中，所述微处理器通过电气开关连接于所述电池，以通过所述电气开关控制所述电池的充放电。可编程电源通过电气开关与电池相连接，电池通过电气开关与可编程负载仪相连接，其中，微处理通过驱动电路可以控制上述电气开关的导通与关断，实现在规定的时间内控制电池的按照规定的倍率充电与放电。
常用的锂电池的Randles模型能较好描述电池特性，且运算量小，被广泛使用。如图2所示，UL为电池端电压，UOCV电池的开路电压，R0为电池内阻，R1C1、R2C2两个RC环节用于描述电池充放电时的极化效应，充放电过程中极化电容C1、C2两端分得的电压分别为：U1、U2，充放电的电流为I。其中锂电池内阻R0，极化电阻R1、R2，极化电容C1、C2的值为待辨识参数。根据电路原理令τ1＝R1C1，τ2＝R2C2，则有：
UOCV(SOC)＝IR0+U1+U2；
U1(0)、U2(0)分别为电容C1、C2两端电压的初值，UOCV(SOC)表示电池开路电压与电池SOC之间的函数。
通过混合脉冲实验，可以实现对电池参数的辨识。设置可编程负载仪对锂电池以I0恒流放电T1时间,静置T2时间，以I0恒流充电T1时间,静置T2时间，针对不同型号的锂电池，时间参数T1、T2可通过与微处理器相连的输入设备进行设置。此过程中I0与电池的端电压UL如图3所示，利用本参数辨识装置记录下不同时刻，充、放电电流I0，并记录图3中t1、t2、t3、t4时刻锂电池的端电压u1、u2、u3、u4。
在放电及充电刚停止时，电池的端电压因为其内阻而发生瞬时变化，由此估计出电池的放电电阻R0和充电电阻R'0；
在充电或放电结束后，静置T2时间后，电流为0，电池电压为令输入响应，故
利用最小二乘法可以估算出锂电池的放电时间常数τ1、充电时间常数τ2，电池静置足够长时间后，刚开始充电时，电池内部极化电容C1、C2两端的电压：U1、U2为零状态响应。
通过最小二乘法可拟合出锂电池的放电极化电阻R1、R2，充电极化电阻R1'、R'2，从而实现对锂电池充放电过程中参数的辨识。
在每次测量时，微处理器读取温度传感器测量结果，并记录到SD卡中，用于研究温度对锂电池内部参数的影响。
通过输入设备可以设置循环充放电的次数，由微处理器通过驱动电路控制可编程电源对锂电池以规定的倍率的充电以及控制可编程负载仪以规定倍率对锂电池的放电。测量装置将每次充放电数据记录到SD卡中研究充放电次数对电池内部参数的影响。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种锂电池模型参数辨识装置，其特征在于，该锂电池模型参数辨识装置包括：微处理器、输入设备、数据采集传感器和上位机；其中，所述微处理器连接于输入设备、数据采集传感器和上位机，所述数据采集传感器连接于电池，以采集电池的电流数据和电压数据，所述输入设备输入充放电时间和充放电次数，所述微处理器将所采集的充放电过程中的电流数据和电压数据发送至所述上位机。
2.根据权利要求1所述的锂电池模型参数辨识装置，其特征在于，该锂电池模型参数辨识装置还包括：内存卡，所述内存卡连接于所述微处理器，以保存所采集的电流数据和电压数据。
3.根据权利要求1所述的锂电池模型参数辨识装置，其特征在于，所述数据采集传感器包括：电流传感器和电压传感器，所述电流传感器连接于所述电池，以进行电流数据的采集，所述电压传感器连接于所述电池，以进行电压数据的采集。
4.根据权利要求1所述的锂电池模型参数辨识装置，其特征在于，所述数据采集传感器包括：温度传感器，所述温度传感器贴近于所述电池，以进行温度数据的采集，并将采集的温度数据发送至所述微处理器。
5.根据权利要求1所述的锂电池模型参数辨识装置，其特征在于，所述微处理器通过串口连接于所述上位机，由所述的微处理器采集数据，发送给所述上位机，上位机形成电池数学模型。
6.根据权利要求1所述的锂电池模型参数辨识装置，其特征在于，所述微处理器通过电气开关连接于所述电池，以通过所述电气开关控制所述电池的充放电。
CN201810324061.1A 2018-04-11 2018-04-11 锂电池模型参数辨识装置 Pending CN108594125A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810324061.1A CN108594125A (zh) 2018-04-11 2018-04-11 锂电池模型参数辨识装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810324061.1A CN108594125A (zh) 2018-04-11 2018-04-11 锂电池模型参数辨识装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108594125A true CN108594125A (zh) 2018-09-28

Family

ID=63622005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810324061.1A Pending CN108594125A (zh) 2018-04-11 2018-04-11 锂电池模型参数辨识装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108594125A (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101276949A (zh) * 2007-12-27 2008-10-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种用于混合动力汽车电池性能检测装置及检测方法
CN102232257A (zh) * 2008-12-01 2011-11-02 康奈可关精株式会社 电池模型辨识方法
CN203166560U (zh) * 2013-01-18 2013-08-28 厦门乾芯能源科技有限公司 一种电池组安全管理系统
CN103454592A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 中国科学院深圳先进技术研究院 一种动力电池荷电状态估计方法及系统
CN103516036A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 朱海清 一种风能混合储能充电系统
CN103926538A (zh) * 2014-05-05 2014-07-16 山东大学 基于aic准则的变阶数rc等效电路模型及实现方法
CN104112877A (zh) * 2014-06-25 2014-10-22 许继电气股份有限公司 一种锂电池组维护与性能检测装置
CN104882931A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 沈阳航空航天大学 航空电源电池管理系统及其方法
CN105068008A (zh) * 2015-07-14 2015-11-18 南京航空航天大学 利用车载充电机辨识电池参数的电池荷电状态估计方法
CN106291372A (zh) * 2016-07-22 2017-01-04 南京工业大学 一种新的锂离子动力电池剩余寿命预测方法
CN205898985U (zh) * 2016-07-15 2017-01-18 南京航空航天大学 一种纯电动汽车用动力锂电池soc估计系统
CN106354964A (zh) * 2016-09-08 2017-01-25 厦门理工学院 电动汽车用锂离子电容器荷电状态估计方法
CN106483468A (zh) * 2016-09-29 2017-03-08 中国科学院广州能源研究所 锂电池初始荷电状态的多因素估算方法
EP3283893A1 (en) * 2015-04-16 2018-02-21 Oxis Energy Limited Method and apparatus for determining the state of health and state of charge of lithium sulfur batteries

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101276949A (zh) * 2007-12-27 2008-10-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种用于混合动力汽车电池性能检测装置及检测方法
CN102232257A (zh) * 2008-12-01 2011-11-02 康奈可关精株式会社 电池模型辨识方法
CN103516036A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 朱海清 一种风能混合储能充电系统
CN203166560U (zh) * 2013-01-18 2013-08-28 厦门乾芯能源科技有限公司 一种电池组安全管理系统
CN103454592A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 中国科学院深圳先进技术研究院 一种动力电池荷电状态估计方法及系统
CN103926538A (zh) * 2014-05-05 2014-07-16 山东大学 基于aic准则的变阶数rc等效电路模型及实现方法
CN104112877A (zh) * 2014-06-25 2014-10-22 许继电气股份有限公司 一种锂电池组维护与性能检测装置
EP3283893A1 (en) * 2015-04-16 2018-02-21 Oxis Energy Limited Method and apparatus for determining the state of health and state of charge of lithium sulfur batteries
CN104882931A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 沈阳航空航天大学 航空电源电池管理系统及其方法
CN105068008A (zh) * 2015-07-14 2015-11-18 南京航空航天大学 利用车载充电机辨识电池参数的电池荷电状态估计方法
CN205898985U (zh) * 2016-07-15 2017-01-18 南京航空航天大学 一种纯电动汽车用动力锂电池soc估计系统
CN106291372A (zh) * 2016-07-22 2017-01-04 南京工业大学 一种新的锂离子动力电池剩余寿命预测方法
CN106354964A (zh) * 2016-09-08 2017-01-25 厦门理工学院 电动汽车用锂离子电容器荷电状态估计方法
CN106483468A (zh) * 2016-09-29 2017-03-08 中国科学院广州能源研究所 锂电池初始荷电状态的多因素估算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王勇: ""基于循环工况的单电机混合动力系统参数匹配"", 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7996165B2 (en) Portable heavy load battery testing system and method
CN108982986A (zh) 一种电动汽车交流充电桩检测系统及其检测方法
CN110045286B (zh) 一种基于气液动力学模型的电池开路电压估算方法及装置
CN203275630U (zh) 工频电场探头校准测试仪
CN105607009A (zh) 一种基于动态参数模型的动力电池soc估计方法和系统
CN104407302B (zh) 电池均衡模块成组自动检测系统
US11215672B2 (en) Battery detection method
CN101140316A (zh) 由电源内阻监测电池效能的预警方法及其装置
CN104682520B (zh) 一种带有计量检测端口的电动汽车交流充电连接装置
CN107290706A (zh) 一种交流充电桩内置计量器具现场校验仪
CN103018680A (zh) 一种电池电量计量方法、计量装置以及电池供电设备
CN104198086B (zh) 绕组温升测试方法及装置
CN103257277B (zh) 基于恒流源的多功能虚拟仪器及控制方法
WO2019140956A1 (zh) 电量计量精度检测方法、其装置及计算机存储介质
CN206440806U (zh) 一种锂电池功率特性的测量装置
CN105806994B (zh) 一种自动电位滴定仪
CN213181837U (zh) 便携组合式充电桩现场检测装置
CN207457458U (zh) 一种蓄电池无线巡检装置
CN108594125A (zh) 锂电池模型参数辨识装置
CN103529390A (zh) 基于单片机的电池剩余电量测量装置
CN107991018B (zh) 负阶跃力发生系统、推力测量动态特性标定装置及方法
CN208520983U (zh) 一种计量装置现场校验仪
CN101162212A (zh) 流体量测装置
RU160681U1 (ru) Импульсно-релаксационное устройство оценки параметров никель-кадмиевых аккумуляторов
CN209765028U (zh) 一种交流充电桩检定装置的测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180928

RJ01 Rejection of invention patent application after publication