[發(fā)明專利]一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010423825.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111537892B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷正玲;劉濤;謝輝;孫強(qiáng);孫曉明;霍海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/367
• 分類號(hào): G01R31/367;G01R31/387
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分法，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)安時(shí)積分法估計(jì)出的SOC存在較大誤差的弊端，其技術(shù)方案要點(diǎn)是將電池端實(shí)際測(cè)量的電池電流帶入電池端電流?SOC模型，得到SOC理論估計(jì)值，將SOC理論估計(jì)值和電池電流值輸入擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，得到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論值，與由傳統(tǒng)安時(shí)積分法估計(jì)的SOC實(shí)際估計(jì)值通過(guò)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器得到的實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)估計(jì)值進(jìn)行比較并對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)進(jìn)行定積分，得到基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分的SOC最終估計(jì)值，本發(fā)明的一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分法，能解決現(xiàn)有傳統(tǒng)安時(shí)積分法中因電池初始電量SOC估計(jì)誤差和系統(tǒng)不確定動(dòng)態(tài)所造成的電池荷電狀態(tài)估計(jì)誤差問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池荷電狀態(tài)估計(jì)方法，特別涉及一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分法。

背景技術(shù)

安時(shí)積分法是一種工程實(shí)踐中常見(jiàn)的電池荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)估計(jì)方法，其測(cè)量電池流入或輸出的電流大小與充放電時(shí)間的長(zhǎng)短，利用電流對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，通過(guò)精確地計(jì)算充入或者消耗的電量，并結(jié)合估計(jì)出的電池初始電量的SOC分析出電池的剩余容量，方法簡(jiǎn)單，但在線運(yùn)行過(guò)程中，傳統(tǒng)安時(shí)積分法估計(jì)出的SOC存在誤差較大的缺點(diǎn)。原因有三個(gè)，一是電池初始電量SOC很難精確獲得，二是因溫度，磁滯以及熱效應(yīng)等影響，系統(tǒng)還存在一些不確定動(dòng)態(tài)，三是因傳感器誤差，電流估計(jì)不準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分法，能解決現(xiàn)有傳統(tǒng)安時(shí)積分法中因電池初始電量SOC估計(jì)誤差和系統(tǒng)不確定動(dòng)態(tài)所造成的電池荷電狀態(tài)估計(jì)誤差問(wèn)題。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的改進(jìn)型安時(shí)積分法，包括有以下步驟：

S1、選定電池端電流-SOC模型；

S2、測(cè)量獲得電池電流，并輸入至電池端電流-SOC模型中，得到SOC理論估計(jì)值；

S3、將測(cè)量的電池電流及獲得的SOC理論估計(jì)值輸入至擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，輸出得到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論值；

S4、通過(guò)傳統(tǒng)安時(shí)積分法估計(jì)得到SOC實(shí)際估計(jì)值，將測(cè)量的電池電流及獲得的SOC實(shí)際估計(jì)值輸入至擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，輸出得到實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)估計(jì)值；

S5、比較系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論值及實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)估計(jì)值，得到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)；

S6、將系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)對(duì)時(shí)間做定積分，得到系統(tǒng)總擾動(dòng)估計(jì)值；

S7、比較實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)估計(jì)值及系統(tǒng)總擾動(dòng)估計(jì)值獲得動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)，將動(dòng)態(tài)誤差信號(hào)作為SOC最終估計(jì)值。

作為優(yōu)選，選定的電池端電流-SOC模型表達(dá)式為

其中，SOC₀是SOC的初值，Q_max為最大電池容量，t為時(shí)間。

作為優(yōu)選，所述電池電流為電流傳感器從電池端進(jìn)行實(shí)際測(cè)量獲得。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器為線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器或非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器為二階擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器或高階擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器。

作為優(yōu)選，系統(tǒng)總擾動(dòng)估計(jì)值為

其中，為系統(tǒng)總擾動(dòng)估計(jì)值，F(xiàn)(·,t)為實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)估計(jì)值，F(xiàn)₀(·,t)為系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論值。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：