[發(fā)明專利]一種動(dòng)力電池組峰值功率估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810908020.7
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN108983108B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張承慧;周忠凱;段彬;崔納新;商云龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/3842
• 分類號(hào): G01R31/3842;G01R31/388;G01R31/392
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種動(dòng)力電池組峰值功率估計(jì)方法，其特征是，

步驟1：采用在線辨識(shí)方法實(shí)時(shí)更新動(dòng)力電池一階RC等效電路模型參數(shù)；

步驟2：基于動(dòng)力電池一階RC等效電路模型的狀態(tài)空間表達(dá)式在線估計(jì)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SoC，并預(yù)測(cè)動(dòng)力電池的端電壓；

步驟3：考慮動(dòng)力電池單體的最大和最小荷電狀態(tài)SoC、動(dòng)力電池單體的最高和最低電壓、動(dòng)力電池單體的最大放電電流和最小充電電流、動(dòng)力電池單體的最大放電功率和最小充電功率限制，計(jì)算動(dòng)力電池單體的峰值功率；

步驟4：考慮動(dòng)力電池組內(nèi)部動(dòng)力電池單體之間的不一致性，由步驟3得出的動(dòng)力電池單體的峰值功率計(jì)算得到動(dòng)力電池組的峰值功率，動(dòng)力電池組的峰值充電功率由電壓最高的動(dòng)力電池單體決定，而動(dòng)力電池組的峰值放電功率由電壓最低的動(dòng)力電池單體決定；

所述步驟3的計(jì)算過(guò)程為：構(gòu)建所述步驟1中的動(dòng)力電池一階等效電路模型，根據(jù)動(dòng)力電池一階RC等效電路模型計(jì)算動(dòng)力電池單體的最大和最小荷電狀態(tài)SoC限制，根據(jù)動(dòng)力電池一階RC等效電路模型計(jì)算得到荷電狀態(tài)SoC限制下的動(dòng)力電池單體的最大和最小充放電電流，根據(jù)荷電狀態(tài)SoC限制下的動(dòng)力電池單體的最大和最小充放電電流計(jì)算動(dòng)力電池單體的最高和最低電壓，根據(jù)荷電狀態(tài)SoC限制下的動(dòng)力電池單體的最大和最小充放電電流以及荷電狀態(tài)SoC限制下動(dòng)力電池單體的最高和最低電壓計(jì)算動(dòng)力電池單體的最小充電功率和最大放電功率。

2.如權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力電池組峰值功率估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟1中的動(dòng)力電池一階等效電路模型表示為如下格式

將上式離散化可以得到：

U_t,k＝(1-a₁)U_oc,k+a₁U_t,k-1+a₂i_k+a₃i_k-1 (2)

其中，U_oc,k,U_t,k和i_k分別表示在第k個(gè)采樣時(shí)刻的開路電壓，端電壓和電流，由公式(1)可以計(jì)算參數(shù)a₁，a₂和a₃為：

其中，T表示采樣時(shí)間；

基于公式(2)在線辨識(shí)模型參數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)力電池組峰值功率估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟2中為了估計(jì)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SoC，根據(jù)動(dòng)力電池一階RC等效電路模型其狀態(tài)空間表達(dá)式寫成：

其中，z_k+1表示第k+1時(shí)刻的動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SoC，U_1,k+1表示第k+1時(shí)刻的動(dòng)力電池極化電壓，η表示動(dòng)力電池庫(kù)倫效率，τ表示時(shí)間常數(shù)(τ＝R₁C₁)，C_max表示動(dòng)力電池的最大可用容量，w_k表示過(guò)程白噪聲，v_k表示測(cè)量白噪聲；

在線估計(jì)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SoC。

4.如權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)力電池組峰值功率估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟3中的動(dòng)力電池單體的最大和最小荷電狀態(tài)SoC限制，根據(jù)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SoC計(jì)算的定義式：

z_k+1＝z_k-i_k(ηT/C_max) (5)

基于公式(4)計(jì)算得到荷電狀態(tài)SoC限制下的動(dòng)力電池單體的最小充電電流和最大放電電流：

其中，和表示荷電狀態(tài)SoC限制下的最小充電電流和最大放電電流，z_min和z_max表示最小荷電狀態(tài)SoC和最大荷電狀態(tài)SoC，N表示采樣間隔的數(shù)量。