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公开(公告)号：CN114187970B
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202111446911.3
申请日：2021-11-30
Applicant: 清华大学
IPC: G16C10/00 , G16C20/10 , G16C20/20 , G06F30/20 , G01R31/367 , G06F111/08
Abstract: 本发明是一种基于电化学机理的锂离子电池内外特性仿真方法，该方法包括：设定Savitzky‑Golay滤波器和扩展卡尔曼滤波器参数；获取电池参数和内部状态初值；获取当前时段电流；计算当前时段电池内部反应离子通量相关变量并对其进行平滑；计算当前时段结束时电解质和正负电极中锂离子浓度相关变量、电池温度和端口电压，并分别对其进行平滑；测量电池温度、环境温度和电压；计算扩展卡尔曼滤波器相关矩阵及电池内部相关状态修正量；进入下一时段。本发明基于电化学机理，建立了锂离子电池的离散状态方程模型，通过Savitzky‑Golay滤波器和扩展卡尔曼滤波器，实现了全工况下电池状态的稳定更新和闭环校正。
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公开(公告)号：CN114818316A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210432340.6
申请日：2022-04-22
Applicant: 清华大学
IPC: G06F30/20 , G06F119/02
Abstract: 本申请提出了一种基于锂离子电池电化学模型的功率出力可行域估计方法，包括：S1：获取电池环境温度和初始荷电状态；S2：获取电池状态信息，根据电池状态信息和锂离子电池电化学模型仿真，获得预设时间周期内每一时刻的电池仿真结果；S3：以电池仿真结果作为约束条件，对步骤S2中的仿真过程进行迭代优化，获得预设时间周期内电池端口最大可行电流值；S4：根据最大可行电流值仿真计算电池端口电压曲线，以获得电池环境温度和初始荷电状态所对应的最大功率出力可行值；S5：调整电池环境温度和初始荷电状态，重复步骤S1‑S4，获得锂离子电池的功率出力可行域。本申请能够更加精确、有效地估计当前电池可行出力功率。
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公开(公告)号：CN114187970A
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN202111446911.3
申请日：2021-11-30
Applicant: 清华大学
IPC: G16C10/00 , G16C20/10 , G16C20/20 , G06F30/20 , G01R31/367 , G06F111/08
Abstract: 本发明是一种基于电化学机理的锂离子电池内外特性仿真方法，该方法包括：设定Savitzky‑Golay滤波器和扩展卡尔曼滤波器参数；获取电池参数和内部状态初值；获取当前时段电流；计算当前时段电池内部反应离子通量相关变量并对其进行平滑；计算当前时段结束时电解质和正负电极中锂离子浓度相关变量、电池温度和端口电压，并分别对其进行平滑；测量电池温度、环境温度和电压；计算扩展卡尔曼滤波器相关矩阵及电池内部相关状态修正量；进入下一时段。本发明基于电化学机理，建立了锂离子电池的离散状态方程模型，通过Savitzky‑Golay滤波器和扩展卡尔曼滤波器，实现了全工况下电池状态的稳定更新和闭环校正。
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公开(公告)号：CN113656931A
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110725759.6
申请日：2021-06-29
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池内部反应离子通量和电势的估计方法，该方法包括：获得计算所需的电池端口和内部待分析点位处状态及参数；计算电池内部待分析点处反应参数；计算电池内部反应离子通量的空间分布函数；计算电池内部电解质电势空间分布函数。本方法考虑锂离子电池仿真技术实用化所要求的快速、准确、简便等特点，通过对锂离子电池电化学机理的合理简化，得到电池内部反应离子通量的空间分布函数的近似解析表达式，并进一步得到电池电解质电势的近似空间分布，在实现对电池内部反应状态准确估计的同时，大幅降低计算复杂度。利用本方法，能够降低传统锂离子电池电化学模型的复杂度，推动其应用于实际工程。
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公开(公告)号：CN114879073B
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202210431423.3
申请日：2022-04-22
Applicant: 清华大学
IPC: G01R31/396 , G01R31/367 , G01R31/385 , G01R31/378 , G16C20/30
Abstract: 本申请提出一种基于锂离子电池电化学模型功率特性的荷电状态更新方法，包括：S1：获取初始荷电状态和恒定幅值的电流序列；S2：获取电池初始状态信息，根据锂离子电池电化学模型仿真获得预设时间周期内每一时刻的电池端口电压；S3：根据电池端口电压和电流序列幅值得到初始荷电状态对应的端口功率；S4：调整初始荷电状态和电流序列幅值，重复步骤S1‑S3，获得电流幅值‑荷电状态‑端口功率曲面；S5：将电流幅值‑荷电状态‑端口功率曲面拟合为平面方程；S6：利用平面方程获取端口功率和荷电状态对应的电流幅值，根据电流幅值和预设时间周期进行荷电状态更新。本申请能够提高电化学模型在功率应用场景下的计算效率，拓展电化学模型在工程中的应用场景。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113657011B
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202110728584.4
申请日：2021-06-29
Applicant: 清华大学
IPC: G06F30/25 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池电极活性材料表面锂浓度的实时估计方法，该方法包括：获得电池端口的电流序列、温度序列和电极活性材料基础参数，计算电极活性材料表面锂浓度、平均锂浓度、扩散过程暂态变量初值；获得电极活性材料扩散性能参数；当前时段开始时，计算电极活性材料表面反应离子通量、扩散系数、活性材料中锂扩散过程暂态变量时间常数；分别获得扩散过程暂态变量、活性材料平均锂浓度、活性材料表面锂浓度与时间的函数关系；当前时段结束时，计算活性材料扩散过程暂态变量、活性材料平均锂浓度；进入下一时段，重复前述步骤，直至仿真结束。本方法可降低锂离子电池电化学模型的复杂度，促进其实用化。
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公开(公告)号：CN114879073A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210431423.3
申请日：2022-04-22
Applicant: 清华大学
IPC: G01R31/396 , G01R31/367 , G01R31/385 , G01R31/378 , G16C20/30
Abstract: 本申请提出一种基于锂离子电池电化学模型功率特性的荷电状态更新方法，包括：S1：获取初始荷电状态和恒定幅值的电流序列；S2：获取电池初始状态信息，根据锂离子电池电化学模型仿真获得预设时间周期内每一时刻的电池端口电压；S3：根据电池端口电压和电流序列幅值得到初始荷电状态对应的端口功率；S4：调整初始荷电状态和电流序列幅值，重复步骤S1‑S3，获得电流幅值‑荷电状态‑端口功率曲面；S5：将电流幅值‑荷电状态‑端口功率曲面拟合为平面方程；S6：利用平面方程获取端口功率和荷电状态对应的电流幅值，根据电流幅值和预设时间周期进行荷电状态更新。本申请能够提高电化学模型在功率应用场景下的计算效率，拓展电化学模型在工程中的应用场景。
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公开(公告)号：CN113657011A
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110728584.4
申请日：2021-06-29
Applicant: 清华大学
IPC: G06F30/25 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种锂离子电池电极活性材料表面锂浓度的实时估计方法，该方法包括：获得电池端口的电流序列、温度序列和电极活性材料基础参数，计算电极活性材料表面锂浓度、平均锂浓度、扩散过程暂态变量初值；获得电极活性材料扩散性能参数；当前时段开始时，计算电极活性材料表面反应离子通量、扩散系数、活性材料中锂扩散过程暂态变量时间常数；分别获得扩散过程暂态变量、活性材料平均锂浓度、活性材料表面锂浓度与时间的函数关系；当前时段结束时，计算活性材料扩散过程暂态变量、活性材料平均锂浓度；进入下一时段，重复前述步骤，直至仿真结束。本方法可降低锂离子电池电化学模型的复杂度，促进其实用化。
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公开(公告)号：CN118944158A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202411010266.4
申请日：2024-07-26
Applicant: 清华大学
Abstract: 本申请提出了一种考虑锂电池机理特征的构网型储能调度方法，包括：获取锂电储能老化衰退量与调度侧状态量之间的映射关系；确定锂电储能提供构网型服务的经济价值系数；确定锂电储能提供构网型服务时的老化成本函数、构网型服务收益函数、能量成本函数和约束条件；基于老化成本函数、构网型服务收益函数及能量成本函数确定锂电储能含电网频率不确定性下的经济效益函数，考虑约束条件，以锂电储能的经济效益最大化为目标进行求解，得到构网型锂电储能的构网型系数调度指令集合。采用上述方案的本发明通过考虑锂电池机理特征，有效提升了调度方案的物理可行性和锂电储能的运行效率。
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公开(公告)号：CN118944157A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202411010265.X
申请日：2024-07-26
Applicant: 清华大学
Abstract: 本申请提出了一种构网型储能的实时并网功率校正控制方法，包括：获取当前时刻锂电储能执行构网型服务指令调度时所需功率期望值，并利用电芯标称电压估计功率期望值下的锂电储能电流；构建构网型锂电储能的电化学模型，并设定输入模型的锂电储能电流为功率期望值下的锂电储能电流；通过电化学模型进行仿真，确定锂电储能的内部状态和功率实际值；判断锂电储能是否满足运行条件，在不满足时根据偏差值确定校正后的锂电储能电流，进而对输入电流进行更新；在锂电储能满足运行条件时，确定当前功率实际值为功率执行设定值，通过锂电储能能量管理系统发送至锂电储能能量转换系统控制器执行。采用上述方案的本发明实现了对锂电储能的实时功率校正控制。
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