如何辨识Simcenter Amesim电池老化参数？

Simcenter Amesim电池老化参数辨识工具内置于电池单体和电池包模型中，该工具基于老化经验公式帮助用户通过电池老化试验获得描述电池老化的相关参数。

• 电池老化参数辨识流程如下 ：

1. 导入老化试验数据。老化试验数据为基于不同测试条件的电池容量衰减值随时间变化的曲线，例如：不同SOC、不同环境温度、不同充放电电流等。该数据需要通过老化试验测试获得。
2. 工具按步骤提供引导帮助用户完成整个辨识过程，包括：试验数据导入，老化规律辨识，老化参数导出。
3. 导出的老化模型参数均为SOC，温度和充放电倍率的函数，辨识出的老化参数会自动加载到电池模型中，用户也可以手动进行修改。
   

   

图1 电池老化参数辨识流程

• 通用老化经验公式如式所示：

其中：

为相对容量损失，单位为%；

为老化前置因子，单位为%/年，其与SOC、电流倍率及温度相关；

为老化时间，单位为年；

为老化时间指数，无量纲，其与SOC、电流倍率及温度相关。

仿真过程中SOC、温度及电流倍率均随时间变化，容量衰减率可由下式对时间积分后获得：

和

分别表示多项式

和

在饱和函数作用下的结果。

的饱和函数定义如下：

的饱和函数定义如下：

其中

与

分别为用户定义的

最小值与最大值。

• 电池老化参数辨识工作原理

如图2所示：基于老化试验数据通过线性回归可得到满足Qvs.Time关系的B（I，SOC,T）、z（I，SOC,T）的线性函数，再通过非线性回归拟合得到满足B=f(I,SOC,T)、z=f(I,SOC,T)的非线性函数，函数类型的迭代即根据P值大小剔除非线性多项式无关项，明确多项式类型。

图2 老化参数辨识工作原理

参数辨识的目的是要分别为

和

找到合适的多项式系数，使之与试验数据能够较好地拟合。用户首先需要定义

和

的阶数，例如如果定义为0阶，则

和

为常数；如果定义为1~3阶，则多项式中的每一项可由

中的一项或多项构成。其中

为荷电状态，单位为%；

为温度，单位为K；

和

分别为充电和放电倍率，单位为1/h。各阶多项式构成元素见表1。

表1 不同阶多项式的构成元素

下面给出一个2阶

和1阶

作为示例：

其中，

为多项式

的各项常值系数，

为多项式

的各项常值系数，它们均由参数辨识工具通过拟合计算得出。