[發明專利]一種基于EKF算法的蓄電池SOC在線估測方法

在審

• 申請號: 201711045736.0
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107843847A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 吳攀;周鳳星
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 楊采良

1.一種基于EKF算法的蓄電池SOC在線估測方法，包括以下步驟：

S1、確立電池等效電路模型，建立電池非線性系統的離散狀態空間模型；

S2、通過恒流充放電實驗建立電池SOC初值SOC(0)與開路電壓初值U_OC(0)之間的擬合函數關系，求解獲得電池SOC初值SOC(0)；

S3、以SOC(0)為輸入的初始狀態量，利用EKF算法進行電池SOC估測，生成SOC估測值；

S4、對生成的SOC估測值進行溫度、電池壽命及自放電效應補償，輸出修正后的SOC估測值。

2.如權利要求1所述的基于EKF算法的蓄電池SOC在線估測方法，其特征在于，S1所述確立電池等效電路模型具體包括：對Thevenin等效電路模型方程式進行離散化處理，獲得電池模型參數間的函數關系

U_L(K)＝U_oc(K)+R₀I_K+U_P(K)

U_P(K+1)＝U_P(K)e^-Δt/τ+I_KR_P(1-e^-Δt/τ)

式中，U_L(K)為電池K時刻的端電壓，U_OC(K)為電池K時刻的開路電壓，R₀為電池內阻，I_K為電池負載電流，U_P(K)為電池極化電阻兩端的電壓，Δt為采樣周期，τ為時間常數，R_P為電池極化電阻。

3.如權利要求2所述的基于EKF算法的蓄電池SOC在線估測方法，其特征在于，S1所述建立電池非線性系統的離散狀態空間模型具體包括：

建立狀態方程X_K+1＝f(X_K，U_K)+W_K

觀測方程Y_K＝g(X_K，U_K)+V_K

式中，X_K為系統狀態向量，Y_K為系統觀測向量，U_K為K時刻的系統輸入向量，f(X_K，U_K)為非線性的狀態轉移函數，g(X_K，U_K)為非線性的測量函數，W_K、V_K分別為不相關的系統噪聲和觀測噪聲。

4.如權利要求3所述的基于EKF算法的蓄電池SOC在線估測方法，其特征在于，S2所述通過恒流充放電實驗建立電池SOC初值SOC(0)與開路電壓初值U_OC(0)之間的擬合函數關系，求解獲得電池SOC初值SOC(0)具體包括：在常溫下對被測蓄電池進行恒流充放電實驗，記錄每次對應的電池SOC初值SOC(0)和電池開路電壓初值U_OC(0)，將測量數據導入MATLAB中，經過數據擬合處理，得到SOC(0)與U_OC(0)之間的擬合函數關系，然后求解獲得被測蓄電池的電池SOC初值SOC(0)。

5.如權利要求4所述的基于EKF算法的蓄電池SOC在線估測方法，其特征在于，S2還包括通過梯度仿真實驗確定初始誤差協方差P(0)。