[發明專利]一種鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法及系統

有效

• 申請號: 202110698437.7
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113391212B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 施嘯寒;李杰;張恒旭;王曉磊;石淼巖;李澤宇;周博曦;吳曉慶;賀存哲;路致遠
• 申請（專利權）人: 山東大學;華能山東發電有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/378;G01R31/389;G01R27/08;G01R27/26
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 黃曉燕

本申請公開了一種鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法及系統，該方法包括：等值電路參數在線辨識算法初始化，根據新增實時測量數據和當前的等值電路參數辨識結果，利用歐姆內阻RLS估計器更新等值電路歐姆內阻辨識結果，根據新增實時測量數據和更新后的等值電路參數辨識結果，依次對各RC環節執行：極化電壓計算、數據低通濾波處理、濾波后數據重采樣、被重采樣抽中后啟動RC環節RLS估計器這些操作，從而實現對各RC環節中RC參數的辨識，返回重新進行下一循環的歐姆內阻辨識，直到等值電路參數在線辨識算法終止。該系統包括：初始化模塊、歐姆內阻辨識模塊、RC參數辨識模塊和循環控制模塊。通過本申請，能夠提高等值電路參數辨識精度和準確性。

技術領域

本申請涉及電池儲能系統控制技術領域，特別是涉及一種鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法及系統。

背景技術

在電池儲能系統控制領域，隨著綠色交通和低碳能源的發展，鋰離子電池以其優異的性能和易于商業化推廣的特點，成為電動汽車和電網用電池儲能的主流選擇。但是鋰離子電池同時具有價格相對較高、耐過充過放能力有限以及存在熱失控隱患等特點，因此，需要對鋰離子電池進行狀態監控，確保其安全可靠地運行。

精準的動態模型是進行高效電池管理和監控的基礎，而等值電路是電池管理系統中主要采用的電池動態模型，當電路結構確定時，電池動態模型精度主要由等值電路參數來決定。因此，為適應不同溫度、不同充放電倍率等工況變化導致的電池參數變化，根據電池的實時運行電氣數據在線辨識參數，是改善電池等效電路模型精度的重要方法。

目前的鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法，通常是：基于RLS(RecursiveLeast Squares，遞推最小二乘法)的在線參數識別方法。該方法直接使用傳感器輸出的測量數據同時計算等值電路中所有電路元件參數，未考慮測量數據采樣頻率與所識別電路參數慣性時間常數的匹配問題。

然而，若基于實時測量數據直接計算等值電路參數，可能出現電氣測量值采樣周期與RC環節慣性時間常數不匹配的情況，進而引發識別結果振蕩甚至發散的情況。當采樣頻率過高時，可能導致參數估計結果對噪聲敏感而劇烈波動，從而導致參數辨識精度較差。當采樣頻率過低時，可能在離散化過程中引入較大誤差而丟失有用信息，也會使得參數辨識精度較差。特別是當等值電路中存在多個時間常數差異顯著的RC環節時，使用同一組測量數據同時計算所有識別參數，無法保證所有RC環節具有合理的噪聲敏感度和離散誤差，進而出現識別結果受噪聲影響而不收斂的問題，也會影響參數辨識精度。因此，目前的鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法用于含多個時間常數差異顯著的多個RC環節的等值電路參數辨識時精度較差。

發明內容

本申請提供了一種鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法及系統，以解決現有技術中的鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法使得參數辨識精度較差的問題。

為了解決上述技術問題，本申請實施例公開了如下技術方案：

一種鋰離子電池等值電路參數在線辨識方法，所述方法應用于包含多個RC環節的等值電路，所述方法包括：

S1：等值電路參數在線辨識算法初始化；

S2：根據新增實時測量數據和當前的等值電路參數辨識結果，利用歐姆內阻RLS估計器更新等值電路歐姆內阻辨識結果；

S3：根據所述新增實時測量數據和更新后的等值電路參數辨識結果，對任一RC環節：計算極化電壓，對所述極化電壓和電池充電電流進行低通濾波，根據重采樣周期與當前RC環節慣性時間常數的匹配關系對低通濾波后數據進行重采樣，并在當前濾波后數據被重采樣抽中時啟動RC環節的RLS估計器，更新當前RC環節的RC參數辨識結果，所述RC環節的RLS估計器用于利用相應的辨識用數據集，更新各RC環節的RC參數辨識結果，任一RC環節的所述RC參數包括：極化電容和極化電阻；

返回步驟S2，直到等值電路參數在線辨識算法終止。