[發(fā)明專利]一種面向空間應用的鋰離子電池荷電狀態(tài)的在線估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810576541.7
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108732509A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉大同;劉旺;印學浩;彭宇;彭喜元
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

1.一種面向空間應用的鋰離子電池荷電狀態(tài)的在線估計方法，其特征在于，該方法包括：

步驟一、建立電池等效電路模型；

步驟二、進行模型參數(shù)辨識，并考慮模型參數(shù)與SOC間的變化關系，建立模型參數(shù)插值表；

步驟三、基于步驟二辨識的模型參數(shù)，給電路模型施加電流激勵信號，判斷電壓響應誤差是否在允許的范圍內，如果判斷結果為是，則進行步驟四，否則返回步驟二；

步驟四、建立荷電狀態(tài)估計系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程；

步驟五、采用步驟四建立的狀態(tài)空間方程，基于UPF算法進行當前時刻荷電狀態(tài)SOC的在線估計；

步驟六：根據(jù)當前時刻的荷電狀態(tài)SOC估計值，結合步驟二中建立的模型參數(shù)插值表更新模型參數(shù)，并將更新的模型參數(shù)用于下一時刻荷電狀態(tài)的估計中。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種面向空間應用的鋰離子電池荷電狀態(tài)的在線估計方法，其特征在于，步驟一所述的電池等效電路模型為一階RC電路模型，包含的模型參數(shù)有歐姆內阻R₀，極化電阻R_p、極化電容C_p和電源電動勢E_m；極化電容與極化電阻并聯(lián)，形成并聯(lián)RC支路，該支路的一端接負載，該支路的另一端串聯(lián)歐姆內阻后連接電源的高電勢端，電源的低電勢端連接負載。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種面向空間應用的鋰離子電池荷電狀態(tài)的在線估計方法，其特征在于，步驟四所建立的狀態(tài)空間方程中考慮了電池在充放電過程中庫倫效率參數(shù)的變化，并將庫倫效率作為狀態(tài)量的一個維度進行實時的濾波更新，狀態(tài)空間方程的表達式為：

x_k＝A_k-1x_k-1+B_k-1U_k-1+w_k-1

y_k＝C_kx_k-D_kU_k+f(SOC_k)+v_k

其中，x_k為k時刻的系統(tǒng)狀態(tài)量，U_k-1為k-1時刻的系統(tǒng)控制量，w_k-1為k-1時刻的系統(tǒng)過程噪聲，A_k-1和B_k-1分別為k-1時刻的系統(tǒng)狀態(tài)量和系統(tǒng)控制量對應的狀態(tài)轉移變換矩陣；y_k為k時刻的系統(tǒng)觀測量，E_m＝f(SOC_k)，E_m值根據(jù)模型參數(shù)插值表查得，SOC_k為k時刻的SOC，v_k為k時刻的量測噪聲，C_k為k時刻的系統(tǒng)狀態(tài)量對應的狀態(tài)量和觀測量間的變換矩陣，D_k為k時刻的系統(tǒng)控制量對應的狀態(tài)量和觀測量間的變換矩陣。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種面向空間應用的鋰離子電池荷電狀態(tài)的在線估計方法其特征在于，

y_k＝[U_t,k]，C_k＝[0 -1 0]，D_k＝[R₀]，v_k＝[v_k]

其中，U_p,k為k時刻并聯(lián)RC支路的端電壓，T_s為采樣時間間隔，τ＝R_p*C_p為時間常數(shù)，C_N為電池最大容量，η_k為電池k時刻的庫倫效率，U_t,k為k時刻的負載端電壓，I_L,k為k時刻的負載電流，w_k-1,1、w_k-1,2和w_k-1,3分別表示狀態(tài)量η、U_p和SOC對應的過程噪聲。