[發明專利]一種鋰電池SOC在線估計方法

在審

• 申請號: 201710116581.9
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN107064811A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 康龍云;王書彪;郭向偉;盧楚生;令狐金卿;王則灃;馮元彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G06F17/50;G06F17/12;G06F17/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 李斌

1.一種鋰電池SOC在線估計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)在估算程序開始前，測量電池在靜止狀態下的開路電壓Voc(0)，根據OCV-SOC曲線，得到電池荷電狀態的初始值SOC(0)；

2)根據電池的外特性建立電池的二階RC等效模型，該模型包括一個電壓源Voc、一個直流內阻R以及兩個RC并聯環路，所述RC并聯環路包括Rs、Cs、Rp和Cp，根據電池工作初期的電壓響應曲線，通過曲線擬合的方法，估算電池等效模型的參數初始值R(0)、Rs(0)、Cs(0)、Rp(0)和Cp(0)；

3)啟動估算程序，根據步驟1)中電池荷電狀態的初始值SOC(0)和步驟2)中電池等效模型的參數初始值R(0)、Rs(0)、Cs(0)、Rp(0)和Cp(0)，設定狀態方程的匹配系數初值；

4)利用自適應無跡卡爾曼濾波算法得到當前電池荷電狀態值SOC(k)，根據OCV-SOC曲線，得到當前的開路電壓Voc(k)；

5)啟動帶遺忘因子的最小二乘法，對當前電池等效模型的參數R(k)、Rs(k)、Cs(k)、Rp(k)和Cp(k)進行辨識，將辨識出來的當前電池等效模型的參數更新狀態方程的匹配系數，求出下一時刻電池荷電狀態值；

6)重復步驟4)和步驟5)，反復推算，得到每個時刻的電池荷電狀態值。

2.根據權利要求1所述的一種鋰電池SOC在線估計方法，其特征在于：所述步驟3)中設定狀態方程的匹配系數初值的具體過程為：根據電池的二階RC等效模型以及荷電狀態的積分法得：

E(t)=iR+us+up+U(t)=F(SOC(t))i=usRs+Csdusdti=upRp+CpdupdtSOC(t)=SOC(t′)-1CN∫t′tηidt]]>

其中，E(t)為電池開路電壓OCV值，U(t)為電池端電壓值，u_s為極化電容Cs兩端的電壓，u_p為極化電容Cp兩端的電壓，SOC(t)為SOC估計值，SOC(t')為電池荷電狀態上一時刻的初始值，C_N為電池最大可用容量，η為庫倫效率，對上式進行離散化，得狀態方程：

SOCkus,kup,k=1000as000apSOCk-1us,k-1up,k-1+ηTCNbsbpIk-1+ω1(k)ω3(k)ω5(k)]]>

U_k＝E_k-I_kR-U_s,k-U_p,k+υ(k)＝F(SOC_k)-I_kR-U_s,k-U_p,k+υ(k)

其中：

as=e-TRsCs]]>

bs=Rs-Rse-TRsCs]]> 1

ap=e-TRpCp]]>

bp=Rp-Rpe-TRpCp]]>

其中，a_s、b_s、a_p、b_p為狀態方程的匹配系數，ω₁(k)、ω₃(k)、ω₅(k)為系統噪聲。