專利名稱：動力電池荷電狀態(tài)估計方法
技術領域：
本發(fā)明應用于電動汽車動力電池技術領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種優(yōu)化的動力電池荷電狀態(tài)估計方法。
背景技術：
電池荷電狀態(tài)(State of Charge, S0C)用來表征電池的剩余電量，即剩余電量與額定容量的百分比，理論上其值在0% 100%的范圍內。電池荷電狀態(tài)(SOC)不能直接從電池本身獲得，只能通過測量電池組的外特性參數(shù)(如電壓、電流、內阻、溫度等)間接估計得到。電動汽車動力電池在使用過程中，由于內部復雜的電化學反應現(xiàn)象，導致電池特性體現(xiàn)出高度的非線性，使準確估計電池荷電狀態(tài)(SOC)具有很大難度。傳統(tǒng)的電池荷電狀態(tài)(SOC)估計方法，如放電實驗法、內阻法、開路電壓法等，雖然估計結果較為精確，但是不適合應用在電動汽車實際行駛的情況下；而常用的安時法，即電流計量法，雖然實施簡單，但其受電流采集精度的影響，會產(chǎn)生累積誤差，并且電池荷電狀態(tài)(SOC)初始值選擇不當，也會導致估計結果不準確。而近幾年人們研究的估計算法，如卡爾曼濾波，雖然可以在線估計電池荷電狀態(tài)(SOC)，也解決了初始值帶來的誤差影響，并且對電動汽車復雜的工況也有較好的適應性，但其估計結果有時會出現(xiàn)與實際不符的不合理的情況(例如SOC > 100%或SOC < 0%等)；而采用神經(jīng)網(wǎng)絡的方法，則需要大量的參考數(shù)據(jù)，并且計算量過大。針對上述方法中存在的問題，提出采用滾動時域估計方法解決當車輛在復雜工況運行時，因電池充電和放電電流大范圍變化而產(chǎn)生的電池荷電狀態(tài)(SOC)估計值可能會出現(xiàn)的超出約束范圍的不合理情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服了現(xiàn)有技術存在的問題，提供了一種動力電池荷電狀態(tài)估計方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的所述的動力電池荷電狀態(tài)估計方法的步驟如下I.由動力電池的等效電路模型得到表述電路中各元素關系的連續(xù)的狀態(tài)空間模型；通過動力電池的靜置實驗得到開路電壓和電池荷電狀態(tài)的關系，將電池荷電狀態(tài)作為狀態(tài)變量引入動力電池的連續(xù)的狀態(tài)空間模型中；結合噪聲信息得到噪聲環(huán)境下的動力電池模型；最后對連續(xù)的狀態(tài)空間模型進行線性化和離散化得到線性離散的狀態(tài)空間模型xk+1 = A · xk+B · Uk+ Γ · wk(14)yk = C · xk+D · uk+d+vk(15)其中Xk = [Sock Vd,k]T，Sock和Vd, k分別是電池荷電狀態(tài)和極化電壓在k時刻的值，Vd,k的單位是伏特；狀態(tài)空間模型輸入為Uk = Ik，Ik為動力電池工作電流，狀態(tài)空間模型輸出為yk = v0jk, Vtl,,為動力電池工作電壓；A、B、C、D為離散化后的電池模型的參數(shù)矩陣
權利要求
1.一種動力電池荷電狀態(tài)估計方法，其特征在于，所述的動力電池荷電狀態(tài)估計方法的步驟如下I)由動力電池的等效電路1旲型得到表述電路中各兀素關系的連續(xù)的狀態(tài)空間1旲型； 通過動力電池的靜置實驗得到開路電壓和電池荷電狀態(tài)的關系，將電池荷電狀態(tài)作為狀態(tài)變量引入動力電池的連續(xù)的狀態(tài)空間模型中；結合噪聲信息得到噪聲環(huán)境下的動力電池模型；最后對連續(xù)的狀態(tài)空間模型進行線性化和離散化得到線性離散的狀態(tài)空間模型 xk+1 = A · xk+B · uk+Γ · wk(14)yk = C · xk+D · uk+d+vk(15)其中xk= [Sock Vd,k]T，Sock和Vd,,分別是電池荷電狀態(tài)和極化電壓在k時刻的值，Vd, k的單位是伏特；狀態(tài)空間模型輸入為uk = Ik, Ik為動力電池工作電流，狀態(tài)空間模型輸出為yk = V0jk, V0jk為動力電池工作電壓；A、B、C、D為離散化后的電池模型的參數(shù)矩陣
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動力電池荷電狀態(tài)估計方法，其步驟為1.由動力電池的等效電路模型得到表述電路中各元素關系的連續(xù)的狀態(tài)空間模型；通過動力電池的靜置實驗得到開路電壓和電池荷電狀態(tài)的關系，將電池荷電狀態(tài)作為狀態(tài)變量引入動力電池的連續(xù)的狀態(tài)空間模型中；結合噪聲信息得到噪聲環(huán)境下的動力電池模型；最后再對連續(xù)的狀態(tài)空間模型進行線性化和離散化得到線性離散的狀態(tài)空間模型。2.對動力電池進行靜置試驗獲得開路電壓和電池荷電狀態(tài)的關系曲線，近似得到動力電池模型中的參數(shù)k和參數(shù)d。3.采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集到的電流和電壓數(shù)據(jù)辨識得到動力電池模型的參數(shù)。4.在已確定的動力電池模型的基礎上利用滾動時域估計方法估算動力電池荷電狀態(tài)。
文檔編號G01R31/36GK102608542SQ20121010222
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權日2012年4月10日
發(fā)明者劉希聞, 張禹軒, 張頔, 柏慶文, 梁亮, 陳虹, 馬彥 申請人:吉林大學