基于三次样条插值法的储能锂电池建模与参数辨识

作     者：马锐 贾学翠 张永康 闫士杰 李相俊 杨东升 MA Rui;JIA Xuecui;ZHANG Yongkang;YAN Shijie;LI Xiangjun;YANG Dongsheng

作者机构：中国电力科学研究院有限公司新能源与储能运行控制国家重点实验室北京100192 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 

出 版 物：《电源学报》 (Journal of Power Supply)

年 卷 期：2023年第21卷第1期

页      面：133-141页

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网公司科技资助项目(DG71-18-009) 

主　　题：锂电池 三阶等效电路模型 参数辨识 最小二乘法 三次样条插值法 

摘      要：针对锂电池低荷电状态时输出变化大和模型参数辨识困难问题,提出一种基于三次样条插值法的建模与参数辨识方法。首先建立了含SOC动态的三阶3RC-3D等效电路模型,分析了低SOC时应用最小二乘法对不同模型参数进行辨识产生的误差。在此基础上,结合三次样条插值法的拟合特性和合适的边界条件,构造了三次样条插值函数,在SOC≤10%区间进行了模型各参数辨识,并拟合出了模型参数变化曲线。最后,将辨识后的模型参数曲线与混合脉冲功率特性HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization)试验的实际测量值进行了对比。从比较结果看,本文所提的辨识方法减小了参数辨识误差,提高了模型精度,验证了在SOC≤10%区间应用三次样条插值法进行锂电池模型参数辨识的有效性。仿真结果表明,基于三次样条插值辨识方法建立的三阶3RC-3D等效电路模型能够高精度地跟踪锂电池输出外特性。