[發明專利]基于狀態估計算法的電池實時發熱功率獲取方法

有效

• 申請號: 202110566420.6
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113238150B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 呂超;宋彥孔;王立欣;葛亞明;韓依彤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/382;G01R31/3842
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.基于狀態估計算法的電池實時發熱功率獲取方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、建立有關電池發熱功率的狀態方程和觀測方程，分別對所述有關電池發熱功率的狀態方程和觀測方程進行離散化，分別得到t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的狀態方程、t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的觀測方程，k為大于1的正整數；

步驟2、根據t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的狀態方程、t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的觀測方程，得到t_k時刻電池發熱功率的預測值；

步驟3、根據誤差協方差矩陣預測方程，得到t_k時刻電池發熱功率的預測值與t_k時刻電池發熱功率的實際值之間的誤差協方差矩陣；

步驟4、根據步驟3得到的誤差協方差矩陣和卡爾曼增益矩陣方程，得到t_k時刻的卡爾曼增益矩陣；

步驟5、根據t_k時刻的卡爾曼增益矩陣、狀態變量修正方程、測量的溫度與觀測方程計算得到的溫度之間的觀測量誤差和t_k時刻電池發熱功率的預測值，得到t_k時刻電池發熱功率的估計值，從而實現對下一時刻電池發熱功率的估計；

步驟1中，有關電池發熱功率的狀態方程為：

式中，Q表示電池的發熱功率，E_ocv表示電池的開路電勢，U_app表示電池的端電壓，I表示電池的工作電流，T表示電池當前的溫度，dE_ocv/dT表示電池的熵變系數，w表示狀態噪聲；

有關電池發熱功率的觀測方程為：

T＝(Q-Q_diss)/(m·C_p)+T₀+v 公式2，

式中，Q_diss表示電池的散熱功率；m表示電池的質量，C_p表示電池的平均比熱容，T₀表示電池的初始溫度，v表示觀測噪聲；

步驟1中，t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的狀態方程為：

式中，Q_k表示t_k時刻電池發熱功率的實際值，表示t_k-1時刻電池的開路電勢，表示t_k-1時刻電池的端電壓，I_k-1表示t_k-1時刻電池的工作電流，T_k-1表示t_k-1時刻電池的溫度，表示t_k-1時刻電池的熵變系數，w_k-1表示t_k-1時刻狀態噪聲；

k-1時刻和k時刻的有關電池發熱功率的觀測方程為：

式中，T_k表示t_k時刻電池的溫度，表示t_k時刻電池的散熱功率；m表示電池的質量，C_p表示電池的平均比熱容，v_k表示t_k時刻觀測噪聲；

步驟2中，根據t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的狀態方程、t_k-1時刻和t_k時刻的有關電池發熱功率的觀測方程，得到t_k時刻的電池發熱功率的預測值，具體為：

根據公式3和公式4，得到t_k-1時刻和t_k時刻的電池發熱功率關系方程為：

式中，表示t_k-1時刻電池的散熱功率，Q_k-1表示t_k-1時刻電池發熱功率的實際值，T_k-2表示t_k-2時刻電池的溫度，w'_k-1＝w_k-1+v_k-1；

將公式5修改成t_k-1時刻電池發熱功率的估計值和t_k時刻電池發熱功率的預測值的關系方程：

式中，Q_k/k-1表示t_k時刻電池發熱功率的預測值，Q_k-1/k-1表示t_k-1時刻電池發熱功率的估計值，w'_k＝w_k+v_k；

根據公式6得到t_k時刻電池發熱功率的預測值。