锂离子电池建模现状综述

锂离子电池建模现状综述

李建林, 肖珩

Review on modeling of lithium-ion battery

Jianlin LI, Heng XIAO

表1 常用锂电池模型比较

Table 1 Comparison of common lithium battery models

基本电路模型	电路结构	描述方程	参数	优点	缺点
Rint		$U = U_{O C} - I R$	$U_{O C}$ 为开路电压，R为欧姆内阻，U为端电压，I为负载电流	结构简单，参数容易计算	无法描述动态过程，电流过大时精度较差，对电池特性模拟情况差
Thevenin		$U = U_{O C} - I R_{0} - U_{C}$ $I = \frac{U_{C}}{R_{1}} + C \frac{d U_{C}}{d t}$	$R_{1}$ 和C是用来描述极化效应的电阻、电容	考虑了电池的极化效应，对电池特性有较好模拟，在实际工程应用中较多	电池老化、温度变化情况对模型精度有较大影响
PNGV		$U = U_{O C} - U_{Q} - U_{C} - I R_{0}$ $U_{Q} = \frac{I}{C_{Q}}$	$U_{Q}$ 为等效电容	模型容易考虑温度影响，对电池各种工况适用性好，精确度较好	串联电容的累积误差会降低模型精确度，且仍不能较好反应极化现象
二阶RC		$U = U_{O C} - I R_{0} - U_{c 1} - U_{c 2}$ $I = \frac{U_{c 1}}{R_{1}} + C_{1} \frac{d U_{c 1}}{d t}$	$R_{2}$ 和 $C_{2}$ 分别为浓差阻抗和浓差电容	计算量适中，模型精度高，更接近真实电池特性	结构、参数计算较为复杂
GNL		$U = U_{O C} - U_{Q} - U_{c 1} -$ $U_{c 2} - I_{L} R_{0}$ $U = I_{S} R_{S}$	$R_{S}$ 为自放电电阻	考虑自放电影响，仿真精度高	模型复杂，参数整定困难，计算复杂