Amesim锂电池仿真—参数自辨识工具操作案例解析

导读

随着锂离子电池快速发展，锂离子电池仿真需求正快速增长，特别是新能源汽车行业，热管理仿真，动力性仿真，BMS-Mil仿真都离不开锂离子电池建模。大多数人在电池建模过程中，只是机械的将电芯参数表（电池厂商提供）中的OCV，直流内阻数据输入到模型中（V=OCV IR模型），但往往仿真出来的电压曲线与实际相距甚远。这是因为，模型过于简单，没有考虑电池的极化特性，而电芯参数表中不会体现极化内阻的相关数据，我们需要从实测数据中去提取。Amesim是一款多物理场耦合的1维仿真软件，可以进行从电芯到电池系统的仿真建模。它开发了一套自动电池参数自动辨识工具，可以通过电池的脉冲充放电数据快速拟合出OCV，欧姆内阻，极化内阻等参数，可以快速的完成锂电池电性能仿真建模，其仿真精度可达±20mV。利用它可以又快又好的完成电池建模，本文将带领大家一步一步学习操作此工具。

一、拟合数据要求

首先，我们需要知道，Amesim参数自辨识需要什么样的电池充放电数据。我举一个测试工步例子。

二、参数辨识过程

得到数据后，我们在帮助文档中打开02_UsingBattery_Assistant案例，在此案例下既可以直接进行参数自辨识，又可以验证自辨识效果，不用自己单独建模，比较方便。

直接进入SIMULATION子页面，点击电池图标，在参数栏会出现参数自辨识图标 ，点击进入。

弹出电池参数自辨识工具对话框，选择第一个选项，开始一个新的自辨识项目，点击下一步。如果是载入之前已生成的项目，则需点击第二个选项选择后缀为.bap的文件。

点击measurement data，打开需要进行自辨识的.data数据，数据合格的话，会出现绿色勾，点击下一步。

设置这段数据的参数：（1）测试时电芯温度；（2）电芯实际容量（不要写电芯的标称容量，标称容量都会小于实际容量，会导致后面SOC计算不准）；（3）充放电效率（由于电池的充放电效率基本都在99%以上，因此这个填1即可）；（4）电芯串数（我们是单电芯测试，写1）;（5）电芯并数（同理写1）。完成后点击下一步，核对信息无误后点击Launch，完成前期数据录入。

进入自辨识主页面，首先会在setting model子菜单，1区是电芯参数信息，可以随时修改。2区确认充放电电流方向，由于有的充放电设备默认充电电流为负值，当出现这种情况，我们不用修改数据，直接点击这个地方。3区是设定起始SOC，根据实际测试情况的输入起始SOC即可。4区是设定辨识区域和验证区域。通过拖动滚轴，可以设置需要拟合的局部数据。设置完成之后，我们就可以点击子菜单第二个identification model。

左上角为0电流探测区，由于某些充放电设备，在设定无电流时无法完全做到无电流，会显示几mA的情况，但辨识OCV的依据是0电流下维持了一段时间，因此，遇到这种情况，就需要把一些微小电流让工具把？A以下的电流都默认为是0电流。

在OCV辨识区：

（1）第一行Minimum rest zone duration代表最小0电流时间长度，如果0电流时间低于此值，工具将不会辨识此处的OCV。我们辨识的数据调整SOC后静置的时间大约7488s，此处默认2000符合需求。

（2）第二行Minmum △SOC after rest zones代表，数据中静置前的SOC变化值（放电调整SOC的那段）要大于此值，才会辨识此处的OCV，如果没有特殊要求，我们第一行用静置时间筛选出需要辨识的OCV段即可，因此这里可用默认值0。

（3）第三行Minmum △SOC before rest zones，意思与第二行相近，代表数据中静置后的SOC变化值（脉冲放电那段）要大于值，才会辨识此处的OCV，如果没有特殊要求，我们第一行用静置时间筛选出需要辨识的OCV段即可，因此这里可用默认值0。

（4）第四行，代表每个静置区之间的△SOC最小要大于此值，才会辨识此处的OCV。我们辨识的数据，每次调整SOC值为9.8%，因此这里可用默认值5。