[發明專利]基于改進耦合方式的鋰離子動力電池SOC雙濾波估計方法

在審

• 申請號: 202110702233.6
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113985292A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 余傳祥;桑曌宇;黃銳;楊詩雅
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/378;G01R31/382
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.基于改進耦合方式的鋰離子動力電池SOC雙濾波估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取所示待估計動力電池的基本參數和等效電路模型；

2)建立動力電池的數學模型。

3)基于動力電池的數學模型，分別建立狀態濾波器和參數濾波器的狀態方程和觀測方程，從而得到狀態濾波器和參數濾波器；

4)監測待估計動力電池的電壓u_L,k和電流i_k；

5)將電壓u_L,k和電流i_k輸入到狀態濾波器和參數濾波器中，并利用PFEKF-KF方法計算出動力電池的SOC估計值。

2.根據權利要求1所述的基于改進耦合方式的鋰離子動力電池SOC雙濾波估計方法，其特征在于，所述動力電池的基本參數包括標稱容量、充電截止電壓和放電截止電壓。

3.根據權利要求1所述的基于改進耦合方式的鋰離子動力電池SOC雙濾波估計方法，其特征在于：所述等效電路模型為二階RC等效電路模型。

4.根據權利要求3所述的基于改進耦合方式的鋰離子動力電池SOC雙濾波估計方法，其特征在于，建立動力電池的數學模型的步驟包括：

1)計算動力電池的歐姆內阻R₀，即：

式中，u_A、u_B、u_C、u_D表示動力電池平衡狀態點、零狀態響應起始點、零狀態響應終止點、零輸入響應起始點的電壓；

2)建立用于擬合SOC-u_OC曲線的函數，即：

式中，SOC^g表示動力電池的荷電狀態；u_OC(SOC)為當前SOC對應的開路電壓；K_g為系數；

3)建立零狀態響應函數，即：

式中，t為響應時間；R₁、R₂、C₁和C₂分別表示等效電路模型中的等效電阻值和等效電容值；u_L(t)為響應電壓；u₁(0)、u₂(0)分別表示零輸入響應起始點兩個RC回路表征的極化電壓；

建立零輸入響應函數，即：

式中，i為放電電流；

4)對等效電路模型進行離散化處理，得到：

式中，ΔT表示采樣間隔，k表示采樣時刻；

5)計算聯合參數P₁、聯合參數P₂、聯合參數P₃、聯合參數P₄，即：

6)建立動力電池的數學模型，即：

式中，Q_total為電芯容量。

5.根據權利要求1所述的基于改進耦合方式的鋰離子動力電池SOC雙濾波估計方法，其特征在于，建立參數濾波器的狀態方程和觀測方程的步驟包括：

1)建立參數濾波器運動方程和觀測方程的表達式，即：

式中，w_k和v_k表示呈高斯分布的系統噪聲；z_k為測量值，數值等于測量得到的電池端電壓u_L,k；

其中，參數向量θ_k如下所示：

θ_k＝[P_1,k P_2,k P_3,k P_4,k R_0,k]^T (10)

觀測向量H_k如下所示：

H_k＝[u_1,k-1 i_k u_2,k-1 i_k i_k] (11)

2)建立參數濾波器的運動方程和觀測方程，即：