[發明專利]動力電池模型最優階次確定方法及系統

有效

• 申請號: 201711193485.0
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108037459B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 劉偉龍;袁紅升;李勇;蔡華;楊潤宇;徐曉彤;牛會恩
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;張焱

1.一種動力電池模型最優階次確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一獲取步驟，獲取動力電池在第k個采樣時刻的端電壓測量值U_m,k；

第二獲取步驟，獲取動力電池模型在第k個采樣時刻的輸出電壓U_t,k；

考評值確定步驟，根據所述端電壓測量值U_m,k和所述輸出電壓U_t,k確定在第k個采樣時刻各階次動力電池模型的BIC考評值；

最優階次確定步驟，將最小的BIC考評值所對應的階次確定為動力電池模型在第k個采樣時刻的最優階次；

所述第二獲取步驟中動力電池模型的參數按如下方法進行辨識：

根據所述端電壓測量值U_m,k和所述輸出電壓U_t,k的差值，并利用自適應參數辨識算法在線辨識所述動力電池模型在第k個采樣時刻的參數；

其中，通過如下公式確定所述動力電池模型在第k個采樣時刻的輸出電壓U_t,k為：

式中：a₁，a₂…a_n，a_n+1，a_n+2…a_2n+1為動力電池模型的待辨識參數，U_oc,k為動力電池在第k個采樣時刻的開路電壓，n為動力電池模型階次，U_t,k-1、U_t,k-2……U_t,k-n分別為動力電池模型在第k-1個、k-2個……k-n個采樣時刻的輸出電壓，i_L,k、i_L,k-1……i_L,k-n分別為動力電池模型在第k個、k-1個……k-n個采樣時刻的電流；

還包括對所述動力電池模型在第k個采樣時刻的輸出電壓U_t,k進行如下處理以便應用于自適應參數辨識方法，處理后的形式如下：

上式中，θ_k為動力電池模型在第k個采樣時刻的參數矩陣，θ_k-1為動力電池模型在第k-1個采樣時刻的參數矩陣，Φ_k-1為動力電池模型在第k-1個采樣時刻的數據矩陣，和分別為動力電池模型的先驗和后驗輸出電壓；

動力電池模型廣義輸出誤差為：

應用線性補償器產生動力電池模型在第k個采樣時刻的廣義輸出誤差的補償狀態量和ζ_k分別為：

上式中，e_k為廣義誤差矩陣，d_k為廣義誤差系數矩陣；

構建動力電池模型參數矩陣和數據矩陣的擴展矩陣如下：

上式中，ξ_k-1＝U_m,k-1-U_t,k-1，ξ_k-n＝U_m,k-n-U_t,k-n；U_m,k-1、U_m,k-n分別為動力電池在第k-1個、k-n個采樣時刻的端電壓測量值；

所述的自適應參數辨識方法是基于超穩定性理論建立動力電池模型參數的穩定自適應辨識方法；所述參數確定步驟包括如下子步驟：

計算子步驟，確定動力電池模型待辨識參數的計算公式如下：

式中：為動力電池模型在第k個采樣時刻的擴展參數矩陣的估計值；為動力電池模型在第k-1個采樣時刻的擴展參數矩陣的估計值；為動力電池模型的數據矩陣的估計值；表示中元素數，T表示轉置，λ＞0.5；

當電壓U_t,k為形式如下式所示時，

所述動力電池模型待辨識參數的計算公式中：

的表達式為：

的表達式為：

的表達式為：

初值設定子步驟，設定G_k和λ的初始值，其中，G_k的初始值為任意3n+2階正定對稱矩陣；

參數確定子步驟，按照計算子步驟中的公式進行迭代，得到動力電池模型在第k個采樣時刻的待辨識參數值。