[發明專利]蓄電池剩余電量監測方法及監測裝置

無效

• 申請號: 201210077537.9
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102621497A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 贠海濤;趙玉蘭;劉尊年;孫建強;呂福麟
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 李升娟

1.一種蓄電池剩余電量監測方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

a、根據蓄電池的等效電路建立以與蓄電池的剩余電量相對應的蓄電池開路電壓為狀態變量的蓄電池狀態空間模型；

b、利用電流測量儀器測量若干蓄電池的輸出電流，同時利用電壓測量儀器測量與輸出電流相對應的蓄電池的輸出電壓；

c、將步驟b測量的輸出電流和輸出電壓作為離線樣本數據，對蓄電池的狀態空間模型進行離線辨識，獲得模型參數離線辨識結果；

d、利用電流測量儀器和電壓測量儀器實時測量蓄電池的輸出電流和輸出電壓，以步驟c獲得的模型參數離線辨識結果為初始值，采用最小二乘遞推算法對蓄電池的狀態空間模型進行在線辨識，獲得模型參數在線辨識結果；

e、根據步驟d的模型參數在線辨識結果及步驟a的蓄電池狀態空間模型構建狀態觀測器，對蓄電池開路電壓進行觀測；

f、根據蓄電池開路電壓與蓄電池剩余電量的對應關系獲得蓄電池剩余電量。

2.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，在所述步驟a中，等效電路為電容和電阻串聯而成的RC等效電路，利用該RC等效電路建立的蓄電池狀態空間模型為：????????????????????????????????????????????????，式中，狀態矢量，輸入變量，輸出變量，系統矩陣為

，，，；

在所述步驟d中，對蓄電池狀態空間模型進行在線辨識而采用的最小二乘遞推算法為：

，

，

其中，為待辨識的模型參數的集合，表示參數辨識值，，，、為遞推過程中的中間值；

為離散過程的當前時刻，為蓄電池的輸出電流，為蓄電池的輸出電壓，為等效電路中等效電阻的阻值，為等效電路中等效電容的容值，為蓄電池開路電壓。

3.根據權利要求2所述的監測方法，其特征在于，在所述步驟e中構建如下閉環狀態觀測器對蓄電池開路電壓進行觀測：

，

其中，為所述狀態矢量的觀測值，為反饋增益矩陣，通過配置狀態觀測器的閉環極點位置確定。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的監測方法，其特征在于，在所述步驟c中，采用最小二乘一次完成算法對所述蓄電池的狀態空間模型進行離線辨識，獲得模型參數離線辨識結果。

5.一種蓄電池剩余電量監測裝置，其特征在于，所述裝置包括：

蓄電池狀態空間模型建立單元，用于根據蓄電池的等效電路建立以與蓄電池的剩余電量相對應的蓄電池開路電壓為狀態變量的蓄電池狀態空間模型；

電流測量儀器，用于測量蓄電池的輸出電流；

電壓測量儀器，用于測量蓄電池的輸出電壓；

離線辨識單元，用于對蓄電池狀態空間模型進行離線辨識，并獲得模型參數離線辨識結果；

在線辨識單元，以離線辨識單元獲得的模型參數離線辨識結果為初始值，利用電流測量儀器和電壓測量儀器實時測量的蓄電池的輸出電流和輸出電壓，采用最小二乘遞推算法對蓄電池狀態空間模型進行在線辨識，并獲得模型參數在線辨識結果；

狀態觀測器單元，用于根據在線辨識單元獲得的模型參數在線辨識結果及蓄電池狀態空間模型構建狀態觀測器，對蓄電池開路電壓進行觀測；以及

蓄電池剩余電量輸出單元，用于根據蓄電池開路電壓與蓄電池剩余電量的對應關系輸出蓄電池剩余電量。

6.根據權利要求5所述的監測裝置，其特征在于，所述蓄電池的等效電路為電容和電阻串聯而成的RC等效電路，所述蓄電池狀態空間模型建立單元利用該RC等效電路建立的蓄電池狀態空間模型為：，式中，狀態矢量，輸入變量，輸出變量，系統矩陣為

，，，；

所述在線辨識單元對蓄電池狀態空間模型進行在線辨識而采用的最小二乘遞推算法為：

，

，

其中，為待辨識的模型參數的集合，表示參數辨識值，，，、為遞推過程中的中間值；

為離散過程的當前時刻，為蓄電池的輸出電流，為蓄電池的輸出電壓，為等效電路中等效電阻的阻值，為等效電路中等效電容的容值，為蓄電池開路電壓。