[發明專利]一種自適應擴展卡爾曼估計SOC算法

有效

• 申請號: 202010770346.5
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111999654B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 錢超;王翰超;王云;姜明軍;孫艷;劉歡;沈永柏;江梓賢
• 申請（專利權）人: 力高（山東）新能源技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;H01M10/42
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種自適應擴展卡爾曼估計SOC算法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立電池的等效電路模型，應用擴展卡爾曼算法建立狀態空間方程和觀測方程，估計短時極化端電壓變量V_st、中時極化端電壓變量V_mt、長時極化端電壓變量V_lt與電池荷電狀態SOC變量；

S2、在不同SOC與溫度T匹配下，通過電池特性實驗設定在電池充放電過程中等效電路模型的等效內阻、各極化電容與極化電阻；

S3、對電池SOC估計搭建傳統擴展卡爾曼算法，通過將狀態空間方程與觀測方程應用到卡爾曼方程中，實現卡爾曼的預測與更新，實時估計每個采樣周期下的SOC的值；

S4、記錄電流I_bat與電壓V_term的N個周期的歷史數據，周期為Δt，利用安時積分與擴展卡爾曼計算出的SOC的值分別為SOC_AH與SOC_EKF，SOC_AH與SOC_EKF的實時SOC偏差表示為SOC_diff(i)＝SOC_AH(i)-SOC_EKF(i)，i∈(0，N)，再進行微分得出dSOC_dif(i)＝(SOC_dif(i)-SOC_diff(i-1))/Δt；給定擴展卡爾曼算法中的初始狀態狀態噪聲協方差與狀態觀測噪聲協方差，通過N周期內的dSOC_diff(i)，i∈(0，N)值的變化來自動調整狀態噪聲協方差Q與狀態觀測噪聲協方差R；

步驟S4具體為：

S41、判斷狀態觀測噪聲協方差R；判斷dSOC_diff(i)，i∈(0，N)能否在后N/K1周期內，其中K1為設定值，能否單調收斂至[-M1，M1]，考慮后N/K1周期是為了考慮狀態初值較真實值偏差大時的情況，M1是認為擴展卡爾曼算法的估計值在合理范圍內的邊界值，假設當前第j次調整狀態觀測噪聲協方差R，若不滿足dSOC_diff單調收斂至[-M1，M1]，則令R_j+1＝ηR_j，η為狀態觀測噪聲協方差R的調整系數，直至滿足dSOC_diff在后N/K1周期內單調收斂至[-M1，M1]，此時的R_end為最終的狀態觀測噪聲協方差R；

S42、判斷狀態噪聲協方差Q的值；判斷dSOC_diff(i)，i∈(0，N)能否在后N/K1周期內收斂至[-M2，M2]，其中M2＜M1/K2且K2＞5，K2大小可調；假設第jj次的Q_jj仍然無法在后N/K1周期內收斂至[-M2，M2]，令Q_jj+1＝λQ_jj，λ為狀態噪聲協方差Q的調整系數，直至滿足dSOC_diff在后N/K1周期內收斂至[-M2，M2]，此時的Q_end為最終的狀態噪聲協方差Q。