[發明專利]一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法

在審

• 申請號: 201811056160.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109061508A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 夏飛;施恩威;彭道剛;孟娟;錢玉良
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建動力鋰電池的二階RC等效模型；

2)二階RC等效模型的參數辨識，包括歐姆內阻R₀以及二階RC環節參數；

3)采用改進UPF方法計算歐姆內阻R₀；

4)計算動力鋰電池的SOH值。

2.根據權利要求1所述的一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法，其特征在于，所述的步驟1)中，二階RC等效模型為以Thevenin模型為基礎添加并聯的極化電阻R_pi與極化電容C_pi構造二階RC等效電路模型，并且將兩個RC環節的U_p1和U_p2、歐姆內阻R₀和SOC作為狀態變量x，電池的端電壓U作為觀測量，構造觀測方程。

3.根據權利要求2所述的一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法，其特征在于，所述的二階RC等效模型的電路方程為：

U＝U_OCV(SOC)-IR₀-U_p1-U_p2

其中，R₀為歐姆內阻，U_OCV(SOC)為SOC下的開路電壓，I為電池的充放電電流，U為端電壓，U_p1和U_p2為兩個RC環節的電壓，U_pi為極化電壓。

4.根據權利要求3所述的一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法，其特征在于，所述的觀測方程為：

其中，T為采樣時間，Q_N為電池額定容量，I_k為充放電電流，w_1,k、w_2,k、w_3,k、w₄,_k為系統狀態噪聲，ν_k為系統觀測噪聲，C_p1、C_p2分別為兩個RC環節的電容，R_p1、R_p2分別為兩個RC環節的電阻，下標k表示采樣時刻。

5.根據權利要求1所述的一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法，其特征在于，所述的步驟2)中，采用HPPC脈沖充放電實驗來辨識二階模型中的參數，具體為：

21)通過容量測試實驗，標定鋰電池的額定容量Q_N；

22)進行小電流充放電實驗擬合獲取SOC和開路電壓OCV之間的關系表達式；

23)通過HPPC脈沖充放電實驗來辨識二階RC等效電路模型中的參數，獲取充放電方向上各個SOC點的歐姆內阻，并且進行擬合得到充放電方向上SOC與歐姆內阻的關系表達式。

6.根據權利要求4所述的一種電動汽車鋰電池SOH的估計方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包括以下步驟：

31)令采樣時刻k＝0，設置粒子總數N，并初始化狀態變量x₀、協方差矩陣P以及初始權值

32)令采樣時刻k＝k+1，采用UKF算法對粒子進行預測，完成加權粒子的估計和采樣；

33)分別計算全部N個粒子的權值并進行歸一化處理得到歸一化權值

34)統計有效粒子的個數設定閾值N_th＝2N/3，若N_eff＞N_th，則進行步驟35)，若N_eff≤N_th，則對粒子集進行重采樣；

35)獲取k采樣時刻狀態的最優估計及每個粒子對應的方差矩陣；

36)當采樣次數達到設定值時結束，否則返回步驟32)。