[發明專利]一種雙卡爾曼濾波耦合氣液動力學模型估算SOC的方法及系統有效
| 申請號： | 202011168480.4 | 申請日： | 2020-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN112505546B | 公開（公告）日： | 2021-08-03 |
| 發明（設計）人： | 陳彪;江浩斌;陳熙嘉;華蕾;孫化陽 | 申請（專利權）人： | 江蘇大學 |
| 主分類號： | G01R31/367 | 分類號： | G01R31/367;G01R31/388 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 212013 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 卡爾 濾波 耦合 動力學 模型 估算 soc 方法 系統 | ||
1.一種雙卡爾曼濾波耦合氣液動力學模型估算SOC的方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一：定義初始量，第一個卡爾曼濾波估計協方差矩陣P、第二個卡爾曼濾波估計協方差矩陣PP，參數向量Para，所述參數向量Para＝[y1,y2,y3,y4]，第一個卡爾曼濾波傳感器方差R、第二個卡爾曼濾波傳感器方差RR，過程噪聲q，額定容量QT，計數k，權重L和初始SOC0；
步驟二：讀取第k組電池數據，k＝1,2,3…，所述電池數據包括端電壓、電流、溫度、內阻中的一個或多個的組合；
步驟三：將第k組數據和初始開路電壓f(SOC0)，代入離線OCV模型估算開路電壓E_OCV；所述初始開路電壓f(SOC0)通過初始SOC0查SOC-OCV關系獲得；
步驟四：將第k組數據、初始開路電壓f(SOC0)和估算的開路電壓E_OCV，代入在線端電壓模型估算端電壓E_U0；
步驟五：對所述在線端電壓模型的四個參數[y1,y2,y3,y4]求偏導得到雅可比矩陣H；
步驟六：根據P矩陣、卡爾曼濾波傳感器方差R和H矩陣計算卡爾曼增益K；
步驟七：更新P矩陣和參數向量Para；
步驟八：將第k組數據、初始開路電壓f(SOC0)和步驟七更新的參數向量Para，代入在線OCV模型估算開路電壓S_OCV；
步驟九：根據第k組電流和初始SOC0，采用電流積分法和查SOC-OCV關系法計算開路電壓Ah_OCV；
步驟十：對所述在線OCV模型的初始開路電壓f(SOC0)求導得到雅可比矩陣F，對SOC-OCV關系求導得到雅可比矩陣h；
步驟十一：根據矩陣F、h、q、RR計算估計協方差矩陣PP和卡爾曼增益G；
步驟十二：更新協方差矩陣PP和S_OCV；
步驟十三：對Ah_OCV和更新后的S_OCV加權獲得最終OCV；
步驟十四：將最終OCV查OCV-SOC關系獲得SOC值，并賦值SOC0＝SOC，即用SOC值更新SOC0；
轉步驟二，如此循環往復，并在每次循環時對k累加1，完成對電池SOC實時估算。
2.根據權利要求1所述的雙卡爾曼濾波耦合氣液動力學模型估算SOC的方法，其特征在于，所述步驟一定義初始量中P矩陣定義為4×4單位矩陣，定義PP＝1，參數向量Para初始定義為零向量；根據工程經驗定義R,RR,q∈(0,0.1)，計數k＝1，SOC0∈(0,100％)。
3.根據權利要求1所述的雙卡爾曼濾波耦合氣液動力學模型估算SOC的方法，其特征在于，所述步驟二中電池數據為端電壓U0、電流I和溫度T。
4.根據權利要求1所述的雙卡爾曼濾波耦合氣液動力學模型估算SOC的方法，其特征在于，所述步驟三離線OCV模型通過估算方程(1)和(2)估算開路電壓E_OCV：
P2＝U0-k3I-k4I|I|,充電:I＞0,放電:I＜0 (1)
其中，U0是端電壓、I是電流、T是溫度、f(SOC0)是初始SOC0查SOC-OCV關系得到的初始開路電壓；P2、b、c是中間變量；
在k＝1,2,3…，時，根據U0，I，T，f(SOC0)和一組模型離線參數[k1,k2,k3,k4]，計算得到E_OCV。
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