[發明專利]基于IPF的鋰離子電池SOC估計方法有效

申請號：	201810581041.2	申請日：	2018-06-07
公開（公告）號：	CN109358293B	公開（公告）日：	2021-04-02
發明（設計）人：	玄東吉;侍壯飛;錢瀟;趙曉波	申請（專利權）人：	溫州大學
主分類號：	G01R31/387	分類號：	G01R31/387
代理公司：	杭州萬合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33294	代理人：	余冬
地址：	325035 浙江省溫州市甌海經濟***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于 ipf 鋰離子電池 soc 估計方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于IPF的鋰離子電池SOC估計方法，包括以下步驟：建立鋰離子電池系統的數學模型，得到系統的狀態方程和觀測方程，并離散化處理；對鋰離子電池進行恒流脈沖放電實驗，獲得鋰離子電池開路電壓和鋰離子電池的剩余電流SOC；在MATLAB上對鋰離子電池開路電壓和鋰離子電池的剩余電流SOC的關系曲線進行擬合，并辨識得到電池模型參數，從而建立鋰離子電池的等效模型；采用改進的粒子濾波估算鋰離子電池SOC。本發明通過鋰離子電池系統的數學模型以及改進的粒子濾波的估算得到鋰離子電池荷電狀態，具有估算精確度高和估算快速的特點，從而保證鋰離子電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池SOC估計方法，特別涉及一種基于IPF的鋰離子電池SOC估計方法。

背景技術

近年來，由于能源危機、環境污染以及能源安全等諸多因素，電動汽車行業迎來了蓬勃發展。目前，電動汽車的產業化進程面臨以下核心問題：1、電池有效儲能密度低，且短時間內很難有效提高；2、電池價格昂貴，生產維護成本高；3、電池充電時間長。而要解決以上問題，目前只能從電池管理系統的研發入手。電池管理系統(BMS)作為電動汽車的重要組成部分，可以實時監測電池的電壓、溫度、電流、SOC等，對車載鋰電池進行有效控制和管理，從而有效提高電池組使用壽命，提高電動汽車的續航里程。而SOC估計作為電池管理系統中反映電池使用情況的最重要的數據，其估計的準確與否直接影響電池管理系統的工作性能，因此一種準確、快速的SOC估計方法對于電動汽車行業的發展有很大的推動作用。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于IPF的鋰離子電池SOC估計方法。本發明具有估算精確度高和估算快速的特點。

本發明的技術方案：一種基于IPF的鋰離子電池SOC估計方法，包括以下步驟：

包括以下步驟：

S1、建立鋰離子電池系統的數學模型，得到系統的狀態方程和觀測方程，并離散化處理；

S2、對鋰離子電池進行恒流脈沖放電實驗，獲得鋰離子電池開路電壓和鋰離子電池的剩余電量SOC；

S3、在MATLAB上對鋰離子電池開路電壓和鋰離子電池的剩余電量SOC的關系曲線進行擬合，并辨識得到鋰離子電池模型參數，從而建立鋰離子電池的等效模型；

S4、采用改進的粒子濾波估算鋰離子電池SOC。

上述的基于IPF的鋰離子電池SOC估計方法中，所述的狀態方程為

所述的觀測方程為

U_L(k)＝U_OC(k)-i(k)×R₀(k)-U₁(k)+v(k)

式中：SOC(k+1)為系統k+1時刻的鋰離子電池荷電狀態，U₁(k+1)為系統k+1時刻的極化電壓值，Δt表示采樣時間，R1表示極化電阻，R0為歐姆內阻，τ1表示極化時間，η表示充放電效率，QN表示電池實際容量，i(k)表示系統k時刻的放電電流，w(k)和v(k)表示系統k時刻狀態和量測的噪聲。