專利名稱：實(shí)時(shí)估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次電池模型中狀態(tài)變量的估計(jì)方法，特別是涉及一種在線實(shí)時(shí)估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法。
背景技術(shù)：
為了對(duì)動(dòng)力鋰離子電池管理系統(tǒng)獲得良好的控制效果，就必須建立準(zhǔn)確的電池?cái)?shù)學(xué)模型。PNGV(Partnership for a New Generation of Vehicle)推薦了動(dòng)力電池模型，在對(duì)動(dòng)力蓄電池模型中四個(gè)基本參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)的基礎(chǔ)上，仍需要估計(jì)模型的狀態(tài)，才能得到完整的動(dòng)力電池?cái)?shù)學(xué)模型，從而為電池管理系統(tǒng)提供精確的控制對(duì)象，有利于提高控制系統(tǒng)的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠排除動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)在線干擾的影響，能夠?qū)崟r(shí)估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案一種估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法，包括如下步驟(a)列出適合卡爾曼濾波的狀態(tài)方程 其中u1為電容C1兩端的電壓，u2為電容C2兩端的電壓；(b)令U＝V-E則
u1g=-1C1R1u1-1C1R1u2+1C1R1U]]>u2g=C1C2u1g-1C2R2u2;]]>(c)整理得到動(dòng)力蓄電池模型狀態(tài)方程u1gu2g=-1C1R1-1C1R1-1C2R1-(1C2R1+1C2R2)u1u2+1C1R11C2R2U]]>應(yīng)用卡爾曼濾波算法，估計(jì)出C1、C2兩端的電壓u1、u2，進(jìn)而通過u1、u2得到動(dòng)力蓄電池開路電壓參數(shù)值、荷電狀態(tài)參數(shù)值、最大充電電流參數(shù)值和最大放電電流參數(shù)值。
本發(fā)明的有益效果在于，所述估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法基于PNGV(Partnership for a New Generation of Vehicle)推薦的動(dòng)力蓄電池模型，在對(duì)該模型四個(gè)基本參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用卡爾曼濾波法得到了完整的動(dòng)力蓄電池狀態(tài)方程。所述方法能夠排除動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)在在線實(shí)時(shí)狀態(tài)受到的干擾，準(zhǔn)確估計(jì)出動(dòng)力蓄電池的開路電壓(Open Circuit Voltage)、荷電狀態(tài)(State Of Charge)、最大充電電流、最大放電電流等重要參數(shù)，為電池管理系統(tǒng)提供精確的控制對(duì)象，從而提高蓄電池控制系統(tǒng)的精度，充分發(fā)揮蓄電池的性能，提高蓄電池的使用壽命。所述方法應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)取得了良好的實(shí)施效果，也為未來42V電池建立模型及電池管理系統(tǒng)提供了可參照的方法。


圖1是動(dòng)力蓄電池模型建模方法示意圖；圖2是動(dòng)力鋰離子電池的數(shù)學(xué)模型及其主要參數(shù)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1、2，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述PNGV推薦的電池模型簡(jiǎn)潔清晰，可直接引用，見附圖1。如附圖2所示，動(dòng)力鋰離子電池中有C1、C2兩個(gè)儲(chǔ)能元件，因此，動(dòng)力鋰離子電池的模型階次可確定為二階，則建模的重點(diǎn)為在確定R1、C1、R2、C2、的值(由于E在電池整個(gè)使用過程中變化很小，這里設(shè)E為常量)的基礎(chǔ)上進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，其目的是在線實(shí)時(shí)的在有干擾的情況下得到比較準(zhǔn)確的該模型當(dāng)中的狀態(tài)值。對(duì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量進(jìn)行估計(jì)按照下列步驟進(jìn)行(a)列出適合卡爾曼濾波的狀態(tài)方程 其中u1為電容C1兩端的電壓，u2為電容C2兩端的電壓，也就是需要實(shí)時(shí)估計(jì)的狀態(tài)變量；(b)令U＝V-E則u1g=-1C1R1u1-1C1R1u2+1C1R1U----(2)]]>u2g=C1C2u1g-1C2R2u2----(3)]]>將(1)代入(2)，得式(3)=C1C2(-1C1R1u1-1C1R1u2+1C1R1U)-1C2R2u2]]>=-1C2R1u1-1C2R1u2+1C2R1U-1C2R2u2]]>=-1C2R1u1-(1C2R1+1C2R2)u2+1C2R1U]]>(c)將上述各式整理為狀態(tài)方程的形式，為
u1gu2g=-1C1R1-1C1R1-1C2R1-(1C2R1+1C2R2)u1u2+1C1R11C2R2U----(4)]]>這樣，應(yīng)用卡爾曼濾波的算法，可實(shí)時(shí)估計(jì)C1、C2兩端的電壓u1、u2。而通過u1、u2就可得到動(dòng)力鋰離子電池的開路電壓(Open Circuit Voltage)、荷電狀態(tài)(State OfCharge)、最大充電電流、最大放電電流等重要參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法，包括如下步驟(a)列出適合卡爾曼濾波的狀態(tài)方程 其中u1為電容C1兩端的電壓，u2為電容C2兩端的電壓；(b)令U＝V-E則ug1=-1C1R1u1-1C1R1u2+1C1R1U]]>ug2=C1C2ug1-1C2R2u2;]]>(c)整理得到動(dòng)力蓄電池模型狀態(tài)方程ug1ug2=-1C1R1-1C1R1-1C2R1-(1C2R1+1C2R2)u1u2+1C1R11C2R2U]]>應(yīng)用卡爾曼濾波算法，估計(jì)出C1、C2兩端的電壓u1、u2，進(jìn)而通過u1、u2得到動(dòng)力蓄電池開路電壓參數(shù)值、荷電狀態(tài)參數(shù)值、最大充電電流參數(shù)值、最大放電電流參數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型中狀態(tài)變量的方法，該方法包括(a)列出適合卡爾曼濾波的蓄電池狀態(tài)方程；(b)數(shù)學(xué)變換；(c)推導(dǎo)出最終動(dòng)力蓄電池模型狀態(tài)方程，估計(jì)動(dòng)力蓄電池模型各主要參數(shù)。所述方法能夠排除干擾，實(shí)時(shí)估計(jì)出基于PNGV蓄電池模型的狀態(tài)變量，為蓄電池的開路電壓、荷電狀態(tài)、壽命、最大充電電流、最大放電電流等重要參數(shù)的計(jì)算提供依據(jù)。應(yīng)用本發(fā)明有利于提高蓄電池控制系統(tǒng)的精度，充分發(fā)揮蓄電池的性能，提高蓄電池的使用壽命。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1607398SQ20031010788
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者萬鋼, 魏學(xué)哲, 孫澤昌, 鄒廣楠 申請(qǐng)人:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司, 萬鋼