[發明專利]動力電池組在線參數檢測系統及SOC估計方法

有效

• 申請號: 201310205539.6
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103323781A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 續丹;霍小寧;包鑫;房念興;曹秉剛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.動力電池組在線參數檢測系統，其特征在于，包括至少兩個結構相同的測量單元、備用續流電池、工作電機M和系統采集控制系統；每個測量單元均包括一個電池、一個電容、一個雙刀單擲開關、一個第一單刀雙擲開關和一個第二單刀雙擲開關；電池的正極連接第一單刀雙擲開關的第一固定端，電池的負極連接第二單刀雙擲開關的第一固定端；電池的正極和和負極通過雙刀單擲開關連接系統采集控制系統；第一單刀雙擲開關的第二固定端連接備用續流電池的正極，第二單刀雙擲開關的第二固定端連接備用續流電池的負極；第一單刀雙擲開關的動端連接電容的一端和工作電機M的正極，第二單刀雙擲開關的動端連接電容的另一端和工作電機M的負極；所有測量單元中的電容依次相互串聯。

2.根據權利要求1所述的動力電池組在線參數檢測系統，其特征在于，所述系統采集控制系統連接所述至少兩個結構相同的測量單元中所有雙刀單擲開關、第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關。

3.根據權利要求1所述的動力電池組在線參數檢測系統，其特征在于，所述系統采集控制系統為單片機。

4.根據權利要求1所述的動力電池組在線參數檢測系統，其特征在于，所述第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關同時控制，第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關同時連接對應的電池或備用續流電池。

5.根據權利要求1所述的動力電池組在線參數檢測系統，其特征在于，所述電池和備用續流電池參數相同。

6.采用權利要求1所述的動力電池組在線參數檢測系統進行SOC估計的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、所有雙刀單擲開關合閘，所有第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關打到對應電池兩端，所有測量單元的電池正常給工作電機M供電；

2）、將所有測量單元中的一組電池退出給M供電，同時將備用電池接入電路給M供電，測量退出供電的電池不受歐姆內阻影響的端電壓V_OkT;同時采集流過電機M的電流i(k)；

3）、重復步驟2），采集得到所有測量單元中電池的端電壓V_okT同時采集流過電機M的電流i(k)；

4）、然后運用擴展Kalman方法結合電池的二階RC模型建立離散狀態方程和輸出方程：

狀態方程：

SOC(k+1)Us(k+1)Ul(k+1)=1000e-ΔtτS000e-Δtτl×SOC(k)Us(k)Ul(k)+-ηΔtCRS(1-e-ΔtτS)Rl(1-e-Δtτl)×i(k)+ω(k)---(2)]]>

輸出方程：

V_okT＝OCV(SOC(k))-U_S(k)-U_l(k)+v(k+1)????(5)

其中，η為充放電效率；i(k)為采樣的k時刻的動力電池系統的電流采樣值；SOC(k)為k時刻電池的預計SOC值；C為電池的額定容量；OCV為電池的開路電壓，OCV(SOC(k))表示在k時刻當核電狀態為SOC(k)時電池的開路電壓；Δt表示電池的采樣間隔；τ_S、τ_l表示電池模型的R_S、C_S環節和R_l、C_l環節的時間常數，即τ_S＝R_SC_S，τ_l=R_lC_l；U_S(k)為R_S上電壓；U_l(k)為R_l上電壓；T為電池的隔離時間；ω(k),v(k)為互不相關系統誤差；

聯合求解公式（2）和（5），得到電池SOC估計。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟2）中通過將一個雙刀單擲開關打開，將對應的一組電池退出給電機M供電；同時將對應的測量單元的第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關打到第二固定端，將備用電池接入電路給電機M供電。