[發(fā)明專利]一種鋰電池SOC在線估計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710116581.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN107064811A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康龍?jiān)?/a>;王書彪;郭向偉;盧楚生;令狐金卿;王則灃;馮元彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36;G06F17/50;G06F17/12;G06F17/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 李斌

1.一種鋰電池SOC在線估計(jì)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(cè)量電池在靜止?fàn)顟B(tài)下的開路電壓Voc(0)，根據(jù)OCV-SOC曲線，得到電池荷電狀態(tài)的初始值SOC(0)；

2)根據(jù)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(gè)電壓源Voc、一個(gè)直流內(nèi)阻R以及兩個(gè)RC并聯(lián)環(huán)路，所述RC并聯(lián)環(huán)路包括Rs、Cs、Rp和Cp，根據(jù)電池工作初期的電壓響應(yīng)曲線，通過曲線擬合的方法，估算電池等效模型的參數(shù)初始值R(0)、Rs(0)、Cs(0)、Rp(0)和Cp(0)；

3)啟動(dòng)估算程序，根據(jù)步驟1)中電池荷電狀態(tài)的初始值SOC(0)和步驟2)中電池等效模型的參數(shù)初始值R(0)、Rs(0)、Cs(0)、Rp(0)和Cp(0)，設(shè)定狀態(tài)方程的匹配系數(shù)初值；

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

5)啟動(dòng)帶遺忘因子的最小二乘法，對(duì)當(dāng)前電池等效模型的參數(shù)R(k)、Rs(k)、Cs(k)、Rp(k)和Cp(k)進(jìn)行辨識(shí)，將辨識(shí)出來的當(dāng)前電池等效模型的參數(shù)更新狀態(tài)方程的匹配系數(shù)，求出下一時(shí)刻電池荷電狀態(tài)值；

6)重復(fù)步驟4)和步驟5)，反復(fù)推算，得到每個(gè)時(shí)刻的電池荷電狀態(tài)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池SOC在線估計(jì)方法，其特征在于：所述步驟3)中設(shè)定狀態(tài)方程的匹配系數(shù)初值的具體過程為：根據(jù)電池的二階RC等效模型以及荷電狀態(tài)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(jì)值，SOC(t')為電池荷電狀態(tài)上一時(shí)刻的初始值，C_N為電池最大可用容量，η為庫倫效率，對(duì)上式進(jìn)行離散化，得狀態(tài)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(tài)方程的匹配系數(shù)，ω₁(k)、ω₃(k)、ω₅(k)為系統(tǒng)噪聲。