Development of a Fast Running Equivalent Circuit Model with Thermal Predictions for Battery Management Applications
Notice bibliographique
Résumé
Equivalent circuit modelling (ECM) is a powerful tool to study the dynamic and non-linear characteristics of Li-ion cells and is widely used for the development of the battery management system (BMS) of electric vehicles. The dynamic parameters described by the ECM are used by the BMS to estimate the battery state of charge (SOC), which is crucial for efficient charging/discharging, range calculations, and the overall safe operation of electric vehicles. Typically, the ECM approach represents the dynamic characteristics of the battery in a mathematical form with a limited number of unknown parameters. Then, the parameters are calculated from voltage and current information of the lithium-ion cell obtained from controlled experiments. In the current work, a faster and simplified first-order resistance–capacitance (RC) equivalent circuit model was developed for a commercial cylindrical cell (LGM50 21700). An analytical solution was developed for the equivalent circuit model incorporating SOC and temperature-dependent RC parameters. The solution to the RC circuit model was derived using multiple expressions for different components like open circuit voltage (OCV), instantaneous resistance (R0), and diffusional parameters (R1 and C1) as a function of the SOC and operating temperature. The derived parameters were validated against the virtual HPPC test results of a validated physics-based electrochemical model for the voltage behavior. Using the developed RC circuit model, a polynomial expression is derived to estimate the temperature increase of the cell including both irreversible and reversible heat generation components. The temperature predicted by the proposed RC circuit model at different battery operating temperatures is in good agreement with the values obtained from the validated physics model. The developed method can find applications in (i) onboard energy management by the BMS and (ii) quicker evaluation of cell performance early in the product development cycle.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».