锂离子电池状态估计与剩余寿命预测方法综述
赵珈卉, 田立亭, 程林

Review on State Estimation and Remaining Useful Life Prediction Methods for Lithium-ion Battery
Jiahui ZHAO, Liting TIAN, Lin CHENG
表1 锂离子电池模型分类与对比
Tab. 1 Classification and comparison of models for lithium-ion battery
分类描述优点缺点
外特性模型等效电路模型Rint模型一个理想电压源与一个电阻串联模型简单,参数测定容易无法反映电池动态特性,精度较低,适用范围小
Thevenin模型n阶Thevenin等效电路模型以Rint模型为基础,串联了n个RC回路表示电池极化现象RC回路用于模拟电池动态特性,n越大,精度越高未考虑因负载电流随时间累计导致的开路电压变化以及自放电等问题;n越大,计算量越大
PNGV模型在1阶Thevenin等效电路模型的基础上增加了电容Cp来描述负载电流随时间累计导致的开路电压变化计算量较低;相比于1阶Thevenin等效电路,模型精度更高不能反映电池自放电问题
GNL模型集成了上述4种等效电路模型各自的优点,2个RC回路分别表示浓差极化和电化学极化,结构更接近电池内部特性相比于PNGV模型考虑了负载电流随时间累计导致的开路电压变化问题及电池自放电问题;精度更高,适用性更广相比于PNGV模型,计算更复杂,计算量更大

开路电压-SOC

模型

利用开路电压与SOC的关系计算电池端电压计算简单模型部分参数不具有实际物理意义,精确度较低
内特性模型P2D模型将锂离子电池等效为由无数球型固相颗粒组成的电极(正负极)、隔膜及电解液组成的结构精确度高,适用性较广过于复杂,计算量大,且无法获得其解析解
SP模型采用2个球型颗粒分别表示锂离子电池的正极和负极结构简单,计算量小在大倍率充放电条件下,模型假设不成立,计算误差大,适用范围小
简化P2D模型对P2D模型的PDE进行简化大大降低了P2D模型的计算量;比SP模型更精确,适用性更强无法解决P2D固有问题,难以在线应用