[發明專利]一種基于多約束條件電池組的功率狀態估算方法

在審

• 申請號: 201910577506.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110308395A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 張旭;孫路;史興領;翟培;張起云
• 申請（專利權）人: 安徽貴博新能科技有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 婁岳;金凱

1.一種基于多約束條件電池組的功率狀態估算方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)選取所述多約束條件下電池組的電池模型；

(2)在所述電池模型的荷電狀態約束條件下估算所述電池組的最大充電功率與最大放電功率：

S1、依據所述電池組的采樣數據建立所述電池模型的狀態空間方程；

S2、采用無極粒子濾波算法計算所述電池模型的電池組荷電狀態z；

S3、依據所述電池模型的電池組荷電狀態z計算所述電池組的最大充電電流與最大放電電流

S4、依據所述電池組的最大充電電流與最大放電電流計算所述電池組在荷電狀態約束條件下的最大充電功率與最大放電功率

(3)在所述電池模型的電壓極值約束條件下估算所述電池組的最大充電功率與最大放電功率：

S1、依據所述電池組的采樣數據對所述電池模型的電壓進行極值判斷，得到所述電池模型的最大輸出端電壓U_t,max與最小輸出端電壓U_t,min；

S2、依據所述電池模型的最大輸出端電壓U_t,max與最小輸出端電壓U_t,min計算所述電池組的最大充電電流與最大放電電流

S3、依據所述電池組的最大充電電流與最大放電電流計算所述電池組在電壓極值約束條件下的最大充電功率與最大放電功率

(4)比較并確定所述電池組在多約束條件下的最大充電功率與最大放電功率，公式如下：

其中：

表示在k時刻所述電池組的最大充電功率；表示在k時刻所述電池組的最大放電功率。

2.根據權利要求1所述基于多約束條件電池組的功率狀態估算方法，其特征在于：

所述步驟(2)的S2中，無極粒子濾波算法的過程如下：

1)sigma點采樣：

通過加權計算來捕捉所述電池組在荷電狀態下的輸入狀態分布；

選取所述電池組中確定的、能夠反應所述電池組在荷電狀態下輸入狀態分布的點集合作為sigma點，并對初始時刻每個sigma點的初始參數初始化；

2)捕捉所述電池組的荷電狀態極值：

通過更新sigma點狀態與初始狀態協方差矩陣，得到所述電池組的最大荷電狀態z_max與所述電池組的最小荷電狀態z_min；

3)計算k時刻所述電池模型的荷電狀態z_k，并更新觀測協方差矩陣、計算所述電池模型的更新誤差系數。

3.根據權利要求1所述基于多約束條件電池組的功率狀態估算方法，其特征在于：

所述步驟(2)的S3中，依據所述電池模型的電池組荷電狀態z計算所述電池組的最大充電電流與最大放電電流其計算公式為：

其中：

z_max表示所述電池組的最大荷電狀態，z_min表示所述電池組的最小荷電狀態，z_k表示所述電池組在k時刻的荷電狀態，C_a表示所述電池組的最大剩余容量，Δ_t表示所述電池組的采樣時間間隔。

4.根據權利要求1或3所述基于多約束條件電池組的功率狀態估算方法，其特征在于：所述步驟(2)的S4中，依據所述電池組的最大充電電流與最大放電電流計算所述電池組在荷電狀態約束條件下的最大充電功率與最大放電功率其計算公式為：

其中：

U_t,k表示在k時刻所述電池組的輸出端電壓，U_OCV,k表示在k時刻所述電池組的開路電壓，R₀表示所述電池模組的歐姆內阻。

5.根據權利要求1所述基于多約束條件電池組的功率狀態估算方法，其特征在于：

所述步驟(3)的S2中，依據所述電池模型的最大輸出端電壓U_t,max與最小輸出端電壓U_t,min計算所述電池組的最大充電電流與最大放電電流其計算公式為：

其中：

U_OCV,k表示在k時刻所述電池組的開路電壓，R₀表示所述電池模組的歐姆內阻。