[發明專利]一種基于變分貝葉斯CKF的應急燈電池SOC估計方法

有效

• 申請號: 201610025441.6
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105699903B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 杜明;管冰蕾;湯顯峰;邵岳軍
• 申請（專利權）人: 寧波飛拓電器有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 王佳健

1.一種基于變分貝葉斯CKF的應急燈電池SOC估計方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟1建立應急燈電池系統離散狀態空間模型；

步驟2采用變分貝葉斯CKF對電池SOC進行估算；

所述步驟1中的電池系統離散狀態空間模型為：

x(k+1)＝F·x(k)+Γ·i(k)+w(k)

z(k)＝h[x(k)]+Φ·i(k)+v(k)

其中，

上式中，k為離散采樣時刻，Δt為采樣周期，上標“T”表示矩陣轉置運算，S_c(k)為k時刻電池的荷電狀態，θ(k)是電流漂移值，i(k)為k時刻的瞬時電流；η_c為庫侖系數，C_n表示電池的標稱容量，V_out(k)為k時刻電池的負載電壓，V_o為電池充滿電后的空載電壓；p₀、p₁、p₂、p₃均為模型的待辨識參數；R₀是電池的內阻；w(k)為過程噪聲向量，其中w₁(k)為系統噪聲，w_θ(k)為不可測的噪聲干擾；v(k)為電池端電壓測量噪聲；w(k)和v(k)均是均值為零方差分別為Q(k)和R(k)的高斯白噪聲；

所述步驟2中的基于變分貝葉斯CKF的電池SOC估計包括濾波器初始化、時間更新過程、測量更新過程和算法結束四部分；

濾波器初始化包括初始化系統狀態誤差協方差矩陣P(0|0)＝P(0)和變分貝葉斯方法有關參數ρ、α(0)和β(0)；

時間更新過程包括：估算狀態的預測估計值及其誤差協方差矩陣P(k|k-1)；

測量更新過程包括：

(1)計算測量值的預測估計值

(2)計算狀態與測量值的互協方差矩陣P_xz(k|k)；

(3)采用變分貝葉斯迭代計算測量噪聲方差矩陣新息協方差矩陣P_zz(k|k-1)，增益陣K(k)、最優估計及其誤差協方差矩陣P(k|k)；

(4)選取最優估計的第一分量作為輸出量；

算法結束為：首先判斷濾波算法是否繼續執行，如果是，返回時間更新過程；否則，結束算法。

2.根據權利要求1所述的一種基于變分貝葉斯CKF的應急燈電池SOC估計方法，其特征在于：測量更新過程中的變分貝葉斯迭代過程具體包括：

(i)設置循環控制變量j的初值，令j＝0，并且給出迭代次數N的值，迭代循環開始；

(ii)計算測量噪聲方差矩陣其中上標j表示第j次迭代的值；

(iii)計算新息協方差矩陣和增益陣K^j(k)；

(iv)計算最優估計及其誤差協方差矩陣P^j(k|k)；

(v)如果j<N，令j＝j+1；然后返回(ii),否則執行(vi)；

(vi)結束迭代過程，輸出結果：P(k|k)＝P^N(k|k)。