對鋰電池模型的建模有兩種途徑，一種是對電池進(jìn)行大量的實(shí)驗，積累實(shí)驗數據，對采集到的數據進(jìn)行模擬，總結得出鋰離子電池的變化規律；另一種是對鋰離子電池的微觀(guān)行為進(jìn)行研究，通過(guò)對微觀(guān)行為的描述，借助計算機手段，建立具有理論基礎的模型。常用的鋰電池模型主要有內阻模型，等效電路模型，遺傳算法模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型以及電化學(xué)模型。

1、鋰電池模型的內阻模型

內阻模型是最簡(jiǎn)單的電池模型，通常用來(lái)預測電池的容量[]。一般說(shuō)來(lái)，電池容量隨著(zhù)電壓和內阻變化。由于電壓在不同放電電流下會(huì )有不同的變化，研究者們就試圖建立內阻與容量之間的關(guān)系。然而內阻并非一個(gè)本征的數值，內阻模型需要大量的實(shí)驗數據。例如電池的最大容量在不同溫度下的變化規律，電池輸出端電壓在不同電流倍率下的變化規律，電池內阻在不同溫度下的變化規律。根據實(shí)驗得到的數據，根據電池使用環(huán)境的不同，依靠電池內阻來(lái)判定電池的容量，因此該模型更接近于一個(gè)數據庫。

2、鋰電池模型的等效電路模型

由于電池在電流的作用下會(huì )體現電阻以及電容的部分特征，v.Johsonl6.]等人提出可以用等效電路來(lái)建立電池模型，模擬電池的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)性能?；镜匿囯x子電池等效電路，其中V以和V分別代表電池的開(kāi)路電壓和輸出電壓，R為電池內阻，RG并聯(lián)電路模擬電池的外特性。

3、鋰電池模型的遺傳算法模型

基于遺傳算法的鋰離子電池模型，一般情況下可以分析實(shí)驗數據，求解方程等方法建立模型，模擬電池的特性。但是由于電池內部的化學(xué)反應非常復雜，很難找到合適的函數來(lái)描述電池模型。遺傳算法計算方便，輸出函數形式十分靈活，可以用來(lái)建立鋰離子電池的模型。

4、鋰電池模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型

研究使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法建立電池模型的可行性，建立了鋰離子電池的模型，并且成功地預測電動(dòng)汽車(chē)中電池的剩余電量。

將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法與模糊算法聯(lián)合使用，取長(cháng)補短，彌補兩個(gè)算法各自的不足，用來(lái)估計鋰離子電池的剩余容量，提高了單一算法的估計精度。

5、鋰電池模型的電化學(xué)模型

電化學(xué)模型是根據電池基本化學(xué)原理建立的模型，鋰離子電池原理性模型是從1982年west的研究基礎上逐步建立起來(lái)的。West 在研究纖維狀活性物質(zhì)顆粒所組成的多孔電極時(shí)，建立了一個(gè)準二維的多孔電極模型，假定電池中的溶液相為二元溶液體系，將擴散系數默認為常數，固相擴散過(guò)程為控制步驟，電化學(xué)過(guò)程忽略不計。由于鋰電池也是多孔電極體系，在研究Li:LiClO4:TIS2電池模型時(shí)，采用了相似的處理方式，考慮到電池的構造，模型中引入了隔膜這一結構。Mao等人的研究結果表明，隔膜越薄，電池能夠釋放出更多地電量。但是由于該模型不是真正的電池模型，僅僅對單個(gè)電極的原理進(jìn)行研究，沒(méi)有將電池看成一個(gè)整體進(jìn)行建模，因此模型并不能完全模擬電池的化學(xué)特性。在上述模型中，都假設鋰離子嵌入過(guò)程無(wú)限快，因此在電極/電解液界面是存在電化學(xué)平衡體系的。也就是說(shuō)，電池的OCP（Open Circuit Potential顆粒表面濃度和附近電解液濃度相關(guān)。

Doyle在研究Li:PEO3LiCF3SO3：TiS2電池時(shí)，根據多孔電極模型建立真正意義上的電池模型。采用巴特勒-沃爾默方程來(lái)描述每個(gè)電極上發(fā)生的電化學(xué)反應，用Fick定律來(lái)描述電極內部鋰顆粒的擴散現象，并默認擴散系數為常數，在發(fā)生化學(xué)反應時(shí)，電池體積的變化被忽略不計，在電池的隔膜處，鋰離子經(jīng)過(guò)隔膜形成一層SEI膜，將這層膜簡(jiǎn)化成為一個(gè)膜電阻，該電池模型不考慮副反應的發(fā)生。在[1]的基礎上，Fuller[1]等建立了在稀溶液理論下描述鋰離子電池化學(xué)特性的方程，建立了通用的鋰離子電池模型。Fuller等人的研究解釋了電池的開(kāi)路電位ocP和SOC之間的聯(lián)系，這項工作具有十分重要的意義。該研究表明OCP與SOc曲線(xiàn)的關(guān)系是非線(xiàn)性的，電流密度與該曲線(xiàn)的關(guān)系十分緊密，OCP與soc曲線(xiàn)的變化率越大，電流密度的分布越均勻。隨后Nalin和Giacomo等在前人的基礎之上采用有限元的方法對鋰離子電池的化學(xué)模型進(jìn)行求解，并將所求解的模型與實(shí)際的電池放電特性進(jìn)行比較。