[發明專利]鋰電池低頻參數測量方法、裝置、計算機設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202010410280.9
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111551869A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 孫耀杰;吉凡;錢敏華;夏俊臣;顧月明;董昊;吳煜;黃國江;李永軍;李煒
• 申請（專利權）人: 江蘇科尚智能科技有限公司
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396;G01R31/389;G01R31/367;G01R31/378
• 代理公司: 上海凱瑪頓知識產權代理事務所(普通合伙) 31359
• 代理人: 劉國華

1.一種鋰電池低頻參數測量方法，用于對鋰電池組中的每一節單體電池的包含歐姆內阻、極化內阻、極化電容以及電池容量在內的低頻參數進行實時在線測量，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，檢測所述鋰電池組是否處于工作狀態；

步驟S2，當檢測所述鋰電池組處于工作狀態時，發出數據測量信號；

步驟S3，將單體電池的節號數i初始化為1；

步驟S4，判斷所述節號數i是否小于所有所述單體電池的總節數i_total；

步驟S5，當判斷所述節號數i小于所述總節數i_total時，獲取第i節所述單體電池的測量參數數據，該測量參數數據包含流經該第i節所述單體電池的電流測量數據以及對應的輸出電壓測量數據；

步驟S6，根據等效電池模型以及所述測量參數數據，采用卡爾曼濾波算法確定該第i節所述單體電池在當前狀態下的所述低頻參數；

步驟S7，令i＝i+1，重復執行步驟S4，直至所有的所述單體電池的所述低頻參數被完成確定為止，

其中，所述步驟S6是根據以下步驟實現：

步驟S6-1，根據等效電池模型的電路結構建立第i節所述單體電池的電池狀態空間模型，并把該單體電池的電流測量值、輸出電壓測量值、歐姆內阻、極化內阻、極化電容以及電池容量分別設定為I_i、V_0i、R_1i、R_2i、C_1i以及C_bati；

步驟S6-2，忽略R_1i、R_2i、C_1i以及C_bati隨時間的變化，建立第i節所述單體電池的卡爾曼濾波所需的狀態方程和觀測方程：

選取x_i＝[1/C_1i,R_1i,1/R_2i,V_C1i,V_0i]作為第i節所述單體電池的狀態變量，并設定[x_1i,x_2i,x_3i,x_4i,x_5i]＝[1/C_1i,R_1i,1/R_2i,V_C1i,V_0i]，

選取作為第i節所述單體電池的控制量，并選取y_i＝[V_0i]作為第i節所述單體電池的觀測變量，建立第i節所述單體電池的狀態方程和觀測方程所需的空間矩陣：

定義狀態轉移矩陣A_i：

觀測矩陣：

C_i＝[0,0,0,0,1]

測量過程：

h_i＝[0,0,0,0,1]^T

步驟S6-3，根據單體電池系統的噪聲水平和單體電池系統狀態的數學期望值設定第i節所述單體電池的狀態變量x_i的協方差矩陣P_i的初始值P_i0，并選取對應的過程噪聲的協方差矩陣為Q_i和觀測噪聲的協方差矩陣為R_i；

步驟S6-4，在計算周期內，利用擴展卡爾曼濾波算法對第i節所述單體電池的狀態變量、卡爾曼增益、考慮測量過程以及協方差矩陣進行更新估計：

狀態變量更新：

x_i←A_ix_iΔt+x_i

卡爾曼增益更新

考慮測量過程

x_i←x_i+K_i(y_i-h_ix_i)

協方差矩陣更新

其中，←表示賦值，Δt為計算周期；

步驟S6-5：輸出第i節所述單體電池的低頻參數變量值：

R_1i＝x_2i

把所述低頻參數變量值作為該第i節單體電池在當前狀態下的低頻參數測量結果。