梯次利用锂离子电池等效模型参数在线辨识方法

杜帮华，张 宇，吴铁洲，何衍林，李子龙

（1湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室，湖北 武汉430068；2国网新源湖北白莲河抽水蓄能有限公司，湖北 黄冈438600）

为保证电动汽车的续航里程与安全运行，电池在剩余容量下降到80%标称容量时退役更换[1-2]。与新电池相比，退役后的锂离子电池存在性能离散度高、容量衰减加剧等一系列特征而导致梯次利用与储能系统可用容量大幅度下降、性能指标不准确、安全风险加剧[3-4]。因此对于在使用退役电池前，获取该电池精确的等效模型参数并对其性能进行评估，对于退役电池模型参数精确度的提高对其健康状态、剩余寿命预测等，以及避免退役电池过充、过放具有十分重大的意义[5-6]。

为此大量研究人员从不同角度提出了几类基于模型改进的方法提高模型参数辨识精度，其中文献[7]提出的基于分数阶模型采用通过常相位角元件描述电池的双电层频响特性和纯电容不一致的现象，通过分数阶微积分处理CPE的时域特性。然而存在无量纲指数α取值不确定的情况；文献[8]提出一种电化学模型，该模型采用一系列偏微分方程和代数方程描述了电池内部一系列化学变化过程[9-10]。但由于该模型内部参数众多，部分参数无法直接获得，模型中涉及多个偏微分方程导致模型的非线性极强，难以采用传统的滤波算法进行参数辨识[11-12]。电池建模通常采用基于模型的方法，用状态空间方程来进行描述，然后用各种滤波器来估计状态变量[13-14]。……