[發明專利]一種電池狀態確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202011270164.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112485672A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 夏林清;李福生;范淵杰
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/389;G01R31/392;G01R31/388
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃邃

1.一種電池狀態確定方法，其特征在于，包括：

根據待測電池的單級分數階電池模型的狀態微分方程組和所述單級分數階電池模型的動態過程方程組，確定所述待測電池的狀態空間方程；所述待測電池為可充電的電池；所述單級分數階電池模型是按照離散線性分數階微分方程描述所述待測電池的阻抗的電池模型；

基于所述狀態空間方程，確定狀態觀測器中的轉換關系；

基于所述單級分數階電池模型對應實際物理系統的測量物理量，通過所述狀態觀測器，迭代更新所述待測電池的狀態。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述待測電池的狀態為所述待測電池的充電狀態；

所述狀態觀測器包括以下四個觀測器：系統狀態預測器、系統狀態更新器、參數狀態預測器和參數狀態更新器；所述四個觀測器之間存在預設的數據傳遞關系；

所述系統狀態預測器用于更新所述待測電池的充電狀態預測值；所述系統狀態更新器用于對所述系統狀態預測器更新的充電狀態預測值修正，得到充電狀態估算值；所述參數狀態預測器用于更新預設參數的參數預測值；所述參數狀態更新器用于對所述參數狀態預測器更新的參數預測值修正，得到參數估算值；

所述基于所述狀態空間方程，確定狀態觀測器中的轉換關系；包括：

基于所述狀態空間方程，確定所述系統狀態預測器的第一轉換關系、所述系統狀態更新器的第二轉換關系、所述參數狀態預測器的第三轉換關系和所述參數狀態更新器的第四轉換關系。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預設參數為所述待測電池的電池實際容量。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述電池模型對應實際物理系統的測量物理量，通過所述狀態觀測器，迭代更新所述待測電池的狀態之后，還包括：

若所述待測電池的電池實際容量收斂至所述待測電池的額定容量，則確定所述待測電池合格。

5.如權利要求2至4任一所述的方法，其特征在于，針對多輪迭代更新中任意的第K輪迭代更新，所述第K輪迭代更新劃分為多個周期；所述實際物理系統在所述第K輪迭代更新時測量的第K系統測量輸入值包括在所述多個周期的系統測量輸入值；所述實際物理系統在所述第K輪迭代更新時測量的第K系統測量輸出值包括在所述多個周期的系統測量輸出值；

所述基于所述電池模型對應實際物理系統的測量物理量，通過所述狀態觀測器，迭代更新所述待測電池的狀態，包括：

針對所述第K輪迭代更新中的第N周期，基于所述第K系統測量輸入值中第M周期的系統測量輸入值和所述第K系統測量輸出值中第Q周期的系統測量輸出值，通過所述系統狀態預測器和所述系統狀態更新器，將第N-1周期的充電狀態估算值迭代更新為第N周期的充電狀態估算值；其中，所述第N周期為所述多個周期中的任一周期，在所述多個周期中，所述第M周期、所述第Q周期為所述第N周期之前的周期或者為所述第N周期，N，K和Q為正整數；

若所述第N周期滿足預設條件，則基于所述第M周期的系統測量輸入值和所述第Q周期的系統測量輸出值，通過所述參數狀態預測器和所述參數狀態更新器，將第N-1周期的參數估算值迭代更新為第N周期的參數估算值。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第K輪迭代更新中所述第N周期滿足且僅滿足所述預設條件一次。

7.如權利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述單級分數階電池模型的分數階數按照以下方式得到：

獲取所述待測電池在多個電池容量下的阻抗值；

基于所述待測電池在多個電池容量下的阻抗值，按照非線性回歸方式，確定所述分數階數。

8.如權利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述待測電池為鋰離子電池。