前几天，HRL的一位资深的工程师给我们上了一课，回味良久觉得有些知识还是具有普遍意义，写出与大家一起学习一下。我最近涉及的东东，可能过于偏向特殊领域了，可能不太好看。

PS：此文需要较多的时间来更新，更新ing。

电池的模型建立，在很多的教科书中文献上都显示出来是传统的模型，最简单的是RRC，复杂的现在为内阻R，正极RC+负极RC，可分为不同的复杂程度。

RRC模型见上篇文章

引入正负极的模型，也可以用这张图更为清楚的表述

在细致的观察电池的特性以后，可以将更多的特征引入模型，以下也是一个不完全的模型

因此可以发现，由于电池的电化学特性，使得整个模型的参量全部是可变的，这对于控制而言将是一场灾难……

在电动车热潮兴起的时候，电池模型无疑是非常有用的，科研机构，电池厂家，整车厂家都在进行研究和试图整理。着眼点有两处

1.描述电池的状况

在汽车使用中，需要对电池状况进行检测并对其进行控制，这就需要对与其现实特性进行模型化抽象，才能在具体的控制和管理中进行。在早期的汽车控制对象中，主要是以铅酸为主的，而在家庭应用中，由于电流counter比较便宜，因此也用较为简单的模型来进行管理。

此块内容其实各个地方多有涉及，不详述。

2.预测电池的寿命

实际上，整车企业需要来估计不同的条件下，整个电池单元能够延续多少的寿命，这样才能有信心进行质量保修。电池模型的建立（特别是生命模型）将对此起到非常重要的作用。

按照NREL的几篇文章中的观点：

Impact of the 3Cs of Batteries on PHEV Value Proposition Cost, Calendar Life, and Cycle Life

PHEV Battery Trade-Off Study and Standby Thermal Control

电池的使用寿命，从出厂开始就损耗了，与存放时间，温度，DOD窗口（这个参数与充放电功率有直接的关系），电压，回收标准等有关。

这是一个相当复杂和很难预测的东西，但是将来的实用化，是必须掌握的数据。可以想见，现在推出EREV和EV的公司，如果对电池进行Warrenty的保证，将会有多大的风险，在国外的某些车，可能是倒贴钱在做。

电池模型的基本分级，可以分为几个层次：

1.最左端：完全基于电化学反应的，First Principle（公理）模型方面

做这方面的都是科学家，通过对电池的正极和负极的研究，把整个模型从电化学反应开始进行演进。最后把整个电池模型，形成为至少20多个参数，拥有诸多反应的复杂的集合。不过非常遗憾，这种方法对于研究单个因素是很有意义的，但是对于一个具体的电池，想要从中得出能应用的模型几乎是不可能的。有很多的论文都是在这方面有一些研究，相信电池的电化学工程师和研究人员可能有更为深刻的认识，我读了一些文章，非常的困扰我……

参考的文献

Can first principles calculations aid in lithium-ion battery design?

2.最右端：完全基于实验数据

最为极端的状况，其实就是各自的厂商在管理电池中做的那样。其实大多数场合下，锂电池的应用环境是相对而言比较单纯的，这样就比较容易采取控制条件下进行一定时间与一定量的测试，根据这样的测试来推测和估计。事实上，这种经验主义和工程做法，基本上都会给决策带来误导。特别在汽车，航空乃至航天下，这种面临大跨度的环境变化下，是无法通过实验与统计的方法来解释的。

实际上，国外有一篇文章《Battery Modeling for Energy-Aware System Design》介绍电池模型是比较好的，里面对于模型的定义与比较是值得我们借鉴的。

写完这篇文章，实在不知道是不是原创。对于这方面内容的研究，我们只能以学生和借鉴的态度，将各方面进展和状况予以了解，才能进一步的进行挖掘。希望对大家有些用，毕竟我接触锂电池1年多，到现在才刚刚摸到了一些门槛……，惭愧啊！