西南交通大学胡海涛获国家专利权
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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种基于电化学阻抗谱考虑电池非线性行为的电池模型及其构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119087228B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411246791.6,技术领域涉及:G01R31/367;该发明授权一种基于电化学阻抗谱考虑电池非线性行为的电池模型及其构建方法是由胡海涛;耿安琪;彭元贞;侯竟设计研发完成,并于2024-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于电化学阻抗谱考虑电池非线性行为的电池模型及其构建方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于电化学阻抗谱考虑电池非线性行为的电池模型及其构建方法,属于电池状态监测技术领域,该模型采用Thevenin模型的拓扑结构,通过改进和简化固相扩散方程,以及重新推导Bulter‑Volmer方程,分别用于描述电池在低荷电状态和大电流倍率下的非线性行为。本发明实施例得到适用于低荷电状态、大电流倍率的电池模型;解决了传统等效电路模型在低荷电状态和大电流倍率下精度显著下降的问题,为电池在此类极端条件下的应用提供了科学依据,并提升了电池模型的精度。
本发明授权一种基于电化学阻抗谱考虑电池非线性行为的电池模型及其构建方法在权利要求书中公布了:1.一种基于电化学阻抗谱考虑电池非线性行为的电池模型,其特征在于,包括:采用分数阶Thevenin等效电路模型作为电池模型的拓扑,其中,所述Thevenin等效电路模型包括串联连接的受控电压源、第二电阻和由第一电阻与第一分数阶常相位元件构成的并联网络;所述受控电压源表示由电池表面荷电状态SOCsurf决定的开路电压OCV,所述第二电阻表示电池内部的欧姆内阻,所述第一电阻表示电池的电荷转移电阻,所述第一分数阶常相位元件表示电池具有弥散效应的双电层电容;利用简化后的固相扩散方程来描述低荷电状态对所述受控电压源的影响;利用改进的Bulter-Volmer方程来描述大电流倍率对电荷转移电阻的影响; 简化后的固相扩散方程表达式为: 其中, 式中,是i极的表面化学计量数,i∈n,p,n表示正极,p表示负极;是表面固相化学计量数和平均固相化学计量数之差;Cs,i是电极容量;τs,i是电极固相扩散时间常数;t是时间,I是电流;是平均化学计量数,是当电池荷电状态为1时i极的固相化学计量数;是当电池荷电状态为0时i极的固相化学计量数;SOC是通过安时积分法得到的电池荷电状态; 受控电压源的表达式为: Uocv=a1SOCsurf5+a2SOCsurf4+a3SOCsurf3+a4SOCsurf2+a5SOCsurf1+a65 其中, 式中,Uocv表示受控电压源;a1,a2,a3,a4,a5,a6表示多项式系数;SOCsurf表示电池的表面荷电状态; 当电池处于平衡状态时改进后的Bulter-Volmer方程表达式为: 其中表示电池处于平衡状态时i极的电荷转移电阻;F是法拉第常数;R是气体常数;T是绝对温度;ci是Bulter-Volmer方程重新推导后的系数; 电池处于平衡时,所述第一电阻表示为: 当电池处于工作状态时改进后的Bulter-Volmer方程表达式为: 其中Rct,i表示电池处于工作状态时i极的电荷转移电阻, 电池处于工作时,所述第一电阻表示为R1=Rct,p+Rct,n14。
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