基于 Caputo 定义的锂离子电池控制导向分数阶模型
系统与控制
2025-05-20 v1 系统与控制
摘要
本文提出一种基于 Caputo 定义的分数阶电池模型。推导了闭式时域解，使其离散化实现具有简单递归表达式。该模型仅需当前和前一时刻的状态即可在每次迭代中完成，显著降低了相对于传统 Gr\"{u}nwald--Letnikov (G-L) 方法的内存使用。这种递归结构在滤波设计和在线参数识别方面具有高度兼容性。对 40.2~Ah NCM622 电池进行实验验证，结果表明该一阶模型在电压预测准确性方面相当于二阶整数阶模型。结果表明，基于 Caputo 的模型在准确性和计算效率之间实现了实用平衡，使其非常适合用于实时电池管理系统 (BMS)。
引用
@article{arxiv.2505.12725,
title = {A Control Oriented Fractional-Order Model of Lithium-ion Batteries Based on Caputo Definition},
author = {Yangyang Xu and Hongyu Zhao and Chengzhong Zhang and Chenglin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12725},
year = {2025}
}