[發明專利]一種動力電池OCV曲線在線重構方法

有效

• 申請號: 201910256395.4
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109901083B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 熊瑞;雷浩
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明提供了一種動力電池OCV曲線在線重構方法，基于在線參數辨識和SOC估計結果，對OCV曲線進行在線重構。由于每個電池單體之間的OCV曲線存在不一致性，且隨著溫度的變化和電池的老化，OCV曲線也會發生變化，因此，每個電池單體的OCV曲線是未知的。傳統的開路電壓測試實驗方法，只能得到特定單體在特定環境狀態下的OCV曲線，而本發明可以根據在線參數辨識和SOC估計結果對OCV曲線進行在線重構，不僅能節省大量的實驗時間，而且可以在線、及時地對OCV曲線進行局部修正。

技術領域

本發明涉及動力電池系統管理技術領域，尤其是動力電池的開路電壓曲線重構技術。

背景技術

目前，基于模型的動力電池狀態估計算法通常采用開路電壓(OCV)與荷電狀態(SOC)函數關系，對安時積分法得到的SOC估計值進行修正，故SOC估計精度非常依賴于OCV-SOC曲線的精度。OCV-SOC曲線通常由OCV測試實驗得到，OCV測試實驗耗時長，且只能得到特定單體在特定環境狀態下的OCV曲線。而每個電池單體之間的OCV曲線存在不一致性，且隨著溫度的變化和電池的老化，OCV曲線也會發生變化，所以每個電池單體在不同環境和老化狀態下的OCV曲線是未知的。因此，本領域需要一種能夠在線獲取OCV-SOC函數關系、重構OCV曲線的方法，對OCV曲線進行在線修正和更新。

發明內容

針對上述本領域中存在的技術問題，本發明提供了一種動力電池OCV曲線在線重構方法，具體包括以下步驟：

步驟1、對多項式形式的OCV-SOC函數關系表達式進行改寫；

步驟2、實時在線獲取并存儲動力電池運行過程中的端電壓和電流數據；

步驟3、進行在線參數辨識，得到OCV辨識結果；

步驟4、進行SOC估計，得到SOC估計結果；

步驟5、根據端電壓預測誤差，以端電壓誤差小于設定值作為條件，對符合所述條件的數據點進行篩選與計數；

步驟6、判斷篩選的所述數據點累計數量是否達到觸發OCV重構程序的條件，每當累計數量達到所述觸發條件，對OCV曲線進行一次的重構；

步驟7、進行下一時刻的參數辨識和SOC估計。

進一步地，所述步驟1中對多項式形式的OCV-SOC函數關系表達式進行改寫，具體包括：對于一個n次多項式函數，共有n+1個系數，則其表達式可由平面內n+1個互不重合的點確定，即可將n次多項式函數改寫為：

式中，U_OC表示開路電壓OCV，z表示電池的荷電狀態SOC，OCV曲線經過的n+1個點的坐標分別為(x₀,y₀),(x₁,y₁),…,(x_n,y_n)，定義這些點為控制點；z_n為SOC從0次方到n次方組成的向量，y為控制點縱坐標組成的向量，X為控制點橫坐標從0次方到n次方組成的矩陣；控制點的橫坐標為互不相等的實數，可根據實際需要自行選定。由于SOC的物理意義，控制點的橫坐標通常在0至100％之間；選定控制點的橫坐標后，控制點的縱坐標即可作為該OCV-SOC函數關系表達式的系數，得到控制點的初始縱坐標向量即可得到初始的OCV曲線。

進一步地，所述步驟6具體包括：

步驟6.1，讀取經步驟5篩選得到的各數據點的SOC值，確定其分別所處的SOC區間；

步驟6.2，根據所述SOC區間，激活相應的控制點，被激活的控制點的縱坐標被選為待更新的變量，未被激活的控制點的坐標則保持不變；