[發明專利]一種基于在線模型參數識別的電池荷電狀態估計方法

在審

• 申請號: 201811425945.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109613437A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 歐陽權;楊海濤;王志勝;段朝偉;張舵
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/387
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹蕓

1.一種基于在線模型參數識別的電池荷電狀態估計方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)建立表征電池動態特性的等效電路模型；

2)提出了一種魯棒的RLS算法用于在線電池模型參數識別；

3)在獲得的模型的基礎上，設計了一個魯棒的觀測器用于SOC估計。

2.根據權利要求1所述的一種基于在線模型參數識別的電池荷電狀態估計方法，其特征在于，步驟1)所述建立表征電池動態特性的等效電路模型具體過程如下：

在等效電路模型中，C_b是用于電荷存儲的電容器，R₀是內阻值，RC電路用于捕獲充放電中的電壓瞬變；在不失一般性的情況下，假設當C_b上的電壓為1V時,電池完全充電；當電壓為0V時，電池完全耗盡；OCV與電池SOC之間的關系用V_OC＝g(SOC)來描述，其中V_OC表示電池的OCV，SOC表示電池的SOC，g(·)是非線性單調遞增函數；

假設在每個采樣間隔期間施加到電池的電流保持恒定，則電池模型的動態表示為：

SOC(k+1)＝SOC(k)-η₀T/C_bI_B(k)

V_B(k)＝g(SOC(k))-R₀I_B(k)-V_t(k)

其中V_t(k)是電池等效電路模型中電容C_t兩端的電壓,V_B(k)是電容C_t兩端的端電壓，SOC(k+1)為k+1時刻荷電為k+1時刻C_t兩端的電壓狀態，SOC(k)為k時刻荷電狀態，V_t(k+1)為k+1時刻C_t兩端的電壓，V_t(k)是為k時刻C_t兩端的電壓，R_t為等效電路模型中的電阻值，C_t為等效電路模型中的電容值，η₀是庫侖系數，T是采樣周期，I_B(k)表示電池的電流，I_B(k)在放電模式下為正，充電模式下為負；

基于上述公式，電池模型改寫為以下狀態空間表達式：

x(k+1)＝A(θ)x(k)+B(θ)ξ(k)+w(k)

y(k)＝h(x(k)，θ，ξ(k))+v(k)

其中輸入為y(k)＝V_B(k)，ξ(k)＝I_B(k)表示已知的干擾，x(k+1)＝[x₁(k+1)，x₂(k+2)]^T＝[SOC(k+1)，V_t(k+1)]^T，x(k+1)為k+1時刻狀態量，x₁(k+1)表示k+1時刻的荷電狀態SOC(k+1)，x₂(k+1)表示k時刻C_t兩端的電壓V_t(k+1)，x(k)＝[x₁(k)，x₂(k)]T＝[SOC(k)，V_t(k)]^T，x(k)為k時刻狀態量，x₁(k)表示k時刻的荷電狀態SOC(k)，x₂(k)表示k時刻C_t兩端的電壓V_t(k)，參數矢量w(k)和v(k)表示未知的模型偏差或噪聲，矩陣A(θ)、矩陣B(θ)和h(·）表示為：

h(x(k)，θ，ξ(k))＝g(x₁(k))-x₂(k)-θ₃ξ(k)

其中：θ₁定義為θ₂表示等效電路模型中電阻R_t，θ₃表示內阻R₀。