综合基于物理的电池模型开发及其与等效电路模型的多维比较：精度、复杂度及不同条件下的实际性能
系统与控制
2024-11-20 v1 系统与控制
摘要
本文开发了一个涵盖宽广工作范围的综合基于物理的模型（PBM），包括变化的温度、充放电条件以及真实世界实地数据循环。该 PBM 融合了迟滞效应、浓度依赖扩散率和 Arrhenius 定律等关键因素，以真实地描述电池行为。此外，本文进行了深入分析，比较了 PBM 与等效电路模型（ECM）在多种运行条件下准确捕捉锂离子电池动态特性的能力。为确保公平比较，PBM 和 ECM 均通过参数辨识和在 55 种不同运行条件下的测试进行了严格的校准与验证。据作者所知，这是迄今为止文献中对 PBM 和 ECM 进行的最全面的模型校准与验证工作，涵盖了大幅度的温度变化（-20 至 40{\deg}C）、各种充放电倍率以及真实世界驾驶循环。PBM 与 ECM 之间的比较分析突出了在精度、计算复杂度、参数化要求以及不同温度条件下性能方面的关键差异，为电池管理应用提供了合适的模型。
引用
@article{arxiv.2411.12152,
title = {Development of a Comprehensive Physics-Based Battery Model and Its Multidimensional Comparison with an Equivalent-Circuit Model: Accuracy, Complexity, and Real-World Performance under Varying Conditions},
author = {Guodong Fan and Boru Zhou and Chengwen Meng and Tengwei Pang and Xi Zhang and Mingshu Du and Wei Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12152},
year = {2024}
}