施例還公開一種鋰電池 S0C估算系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括一確定模塊1， 用于確定鋰電池等效電路中各電路參數(shù)與S0C的函數(shù)關(guān)系；
[0144] -離線模型建立模塊2,用于基于該函數(shù)關(guān)系建立離線模型；
[0145] 一在線模型建立模塊3,用于基于該離線模型建立用于S0C在線估計(jì)的非線性狀態(tài) 空間模型；
[0146] -狀態(tài)估算模塊4,用于利用非線性滾動時域估計(jì)法對該非線性狀態(tài)空間模型中 的S0C進(jìn)行在線估計(jì)以獲得S0C估計(jì)值。
[0147]其中，該狀態(tài)估算模塊4包括：
[0148] -設(shè)置單元41，用于根據(jù)鋰電池模型精度和測量精度，設(shè)置初始化參數(shù)Q、R、P，初 始估計(jì)狀態(tài)無〇和滾動時域窗口長度N;
[0149] 一第一計(jì)算單元42,用于當(dāng)T < N時，求解全信息滾動時域估計(jì)問題1.1獲得最優(yōu)解
，則根據(jù)狀態(tài)方程計(jì)算當(dāng)前時刻的S0C估計(jì)值；
[0150] 一第二計(jì)算單元43,用于當(dāng)T>N時，求解優(yōu)化問題1.3獲得最優(yōu)解(科 則根據(jù)狀態(tài)方程計(jì)算當(dāng)前時刻的S0C估計(jì)值；
[0151] -計(jì)算獲取單元44,用于計(jì)算（T+1)時刻的先驗(yàn)估計(jì)狀態(tài)和誤差方差矩陣 Pfi#，并獲取(T+1)時刻的鋰電池電壓Vb和負(fù)載電流I，令T = T+1，并重新調(diào)用該第二計(jì)算 單元43。
[0152] 綜上，本發(fā)明通過采用非線性滾動時域估計(jì)法估算鋰電池的S0C，能夠迅速減小 S0C初始誤差對S0C估計(jì)的影響，并減小電流測量累計(jì)誤差對S0C估計(jì)的影響，從而保證了鋰 電池 SOC在線估計(jì)的準(zhǔn)確性和可行性，很大程度上提高了電池管理系統(tǒng)的有效性和可靠性。
[0153]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些 僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背 離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更 和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種裡電池 soc估算方法，其特征在于，其包括w下步驟： 51、 確定裡電池等效電路中各電路參數(shù)與S0C的函數(shù)關(guān)系； 52、 基于該函數(shù)關(guān)系建立離線模型； 53、 基于該離線模型建立用于S0C在線估計(jì)的非線性狀態(tài)空間模型； 54、 利用非線性滾動時域估計(jì)法對該非線性狀態(tài)空間模型中的S0C進(jìn)行在線估計(jì)W獲得 S0C估計(jì)值。2. 如權(quán)利要求1所述的裡電池 S0C估算方法，其特征在于，該些電路參數(shù)包括:開路電壓 Voc、歐姆內(nèi)阻Ro、極化電阻Ri和等效電容Cl。3. 如權(quán)利要求2所述的裡電池 S0C估算方法，其特征在于，該離線模型為：Vb = V〇c-IR〇-Vi 對于一個采樣周期A t內(nèi)，上述關(guān)系式的離散化形式表示為：Vb, k - Voc, k-IkRo, k-Vl, k 其中，時間常數(shù)~=化Ck，RC網(wǎng)絡(luò)由極化電阻化和等效電容Cl組成，Vb為裡電池電壓，I為 負(fù)載電流。4. 如權(quán)利要求3所述的裡電池 S0C估算方法，其特征在于，該非線性狀態(tài)空間模型為： 狀態(tài)方程：祉+l = f (Xk，Uk)+Wk 觀測方程:yk = h (Xk) +Vk 滿足約束條件：xkex，wkew，vkev牽觸渡量71<=￥6,1<，11^〇=￥。。,1<-山1?日,廣￥1,1<，巧1<和乂1<分別表示外部干擾和測量噪聲、相互 獨(dú)立且均為高斯白噪聲。5. 如權(quán)利要求4所述的裡電池 S0C估算方法，其特征在于，設(shè)該非線性狀態(tài)空間模型的 初始狀態(tài)為X0，在k時刻，所有測量數(shù)據(jù)為:二，干擾序列為，且初始狀態(tài) Χ0的先驗(yàn)估計(jì)值滿足均值為克0，協(xié)方差為Ρο的正態(tài)分布，滾動時域窗口長度為Ν; 則在時刻Τ^Ν時，利用該非線性滾動時域估計(jì)法獲得第一關(guān)系式：滿足狀態(tài)空間模型，且0含SOCk < 1; 其中，參數(shù)R為模型干擾方差矩陣，參數(shù)Q為測量噪聲方差矩陣，參數(shù)P為誤差協(xié)方差矩 陣； 則在T>N時，利用該非線性滾動時域估計(jì)法獲得第二關(guān)系式：滿足狀態(tài)空間模型，且0含SOCk < 1 步驟S4包括： S"、根據(jù)裡電池模型精度和測量精度，設(shè)置初始化參數(shù)Q、R、P，初始估計(jì)狀態(tài)免0和滾動 時域窗口長度N; 542、 當(dāng)T ^ N時，求解該第一關(guān)系式獲得最優(yōu)解則根據(jù)狀態(tài)方程計(jì)算 當(dāng)前時刻的S0C估計(jì)值； 543、 當(dāng)T>N時，求解該第二關(guān)系式獲得最優(yōu)f則根據(jù)狀態(tài)方程計(jì) 算當(dāng)前時刻的S0C估計(jì)值； 544、 計(jì)算(T+1)時刻的先驗(yàn)估計(jì)狀態(tài)克和誤差方差矩陣戶?，王W，獲取(T+1)時刻的裡 電池電壓化和負(fù)載電流I，令Τ=Τ+1，并返回步驟S43。6. -種裡電池 S0C估算系統(tǒng)，其特征在于，其包括： 一確定模塊，用于確定裡電池等效電路中各電路參數(shù)與S0C的函數(shù)關(guān)系； 一離線模型建立模塊，用于基于該函數(shù)關(guān)系建立離線模型； 一在線模型建立模塊，用于基于該離線模型建立用于S0C在線估計(jì)的非線性狀態(tài)空間 模型； 一狀態(tài)估算模塊，用于利用非線性滾動時域估計(jì)法對該非線性狀態(tài)空間模型中的S0C 進(jìn)行在線估計(jì)W獲得S0C估計(jì)值。7. 如權(quán)利要求6所述的裡電池 S0C估算系統(tǒng)，其特征在于，該些電路參數(shù)包括:開路電壓 Voc、歐姆內(nèi)阻Ro、極化電阻Ri和等效電容Cl。8. 如權(quán)利要求7所述的裡電池 S0C估算系統(tǒng)，其特征在于，該離線模型為：Vb = V〇c-IR〇-Vi 對于一個采樣周期A t內(nèi)，上述關(guān)系式的離散化形式表示為：Vb, k 二 Voc, k-IkRo, k-Vl, k 其中，時間常數(shù)~=化Ck，RC網(wǎng)絡(luò)由極化電阻化和等效電容Cl組成，Vb為裡電池電壓，I為 負(fù)載電流。9. 如權(quán)利要求8所述的裡電池 SOC估算系統(tǒng)，其特征在于，該非線性狀態(tài)空間模型為： 狀態(tài)方程：祉+l = f (Xk，Uk)+Wk 觀測方程:yk = h (Xk) +Vk 滿足約束條件：xkEX，wkeW，vkeV 其中，狀輸出變量71<=￥川，11(站）=￥。。,廣站日,廣￥1,1<，職和乂娩別表示外部干擾和測量噪聲、相互獨(dú)立 且均為高斯白噪聲。10. 如權(quán)利要求9所述的裡電池 SOC估算系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)該非線性狀態(tài)空間模型的 初始狀態(tài)為X0，在k時刻，所有測量數(shù)據(jù)為Yff:二{y;，干擾序列為，且初始狀態(tài) X0的先驗(yàn)估計(jì)值滿足均值為交0，協(xié)方差為Po的正態(tài)分布，滾動時域窗口長度為N; 則在時刻T^N時，利用該非線性滾動時域估計(jì)法獲得第一關(guān)系式：滿足狀態(tài)空間模型，且0含SOCk < 1; 其中，參數(shù)R為模型干擾方差矩陣，參數(shù)Q為測量噪聲方差矩陣，參數(shù)P為誤差協(xié)方差矩 陣； 則在T>N時，利用該非線性滾動時域估計(jì)法獲得第二關(guān)系式：滿足狀態(tài)空間模型，且0含SOCk < 1; 該狀態(tài)估算模塊包括： 一設(shè)置單元，用于根據(jù)裡電池模型精度和測量精度，設(shè)置初始化參數(shù)Q、R、P，初始估計(jì) 狀態(tài)爹0和滾動時域窗口長度N; 一第一計(jì)算單元，用于當(dāng)T^N時，求解該第一關(guān)系式獲得最優(yōu)解則 根據(jù)狀態(tài)方程計(jì)算當(dāng)前時刻的S0C估計(jì)值； 一第二計(jì)算單元，用于當(dāng)T>N時，求解該第二關(guān)系式獲得最優(yōu)俺則根據(jù)狀態(tài)方程計(jì)算當(dāng)前時刻的S0C估計(jì)值； 一計(jì)算獲取單元，用于計(jì)算(Τ+1)時刻的先驗(yàn)估計(jì)狀態(tài)和誤差方差矩陣Pfiv，并 獲取(T+1)時刻的裡電池電壓化和負(fù)載電流I，令Τ = Τ+1，并重新調(diào)用該第二計(jì)算單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰電池SOC估算方法及系統(tǒng)，該方法包括：確定鋰電池等效電路中各電路參數(shù)與SOC的函數(shù)關(guān)系；基于該函數(shù)關(guān)系建立離線模型；基于該離線模型建立用于SOC在線估計(jì)的非線性狀態(tài)空間模型；利用非線性滾動時域估計(jì)法對該非線性狀態(tài)空間模型中的SOC進(jìn)行在線估計(jì)以獲得SOC估計(jì)值。本發(fā)明通過采用非線性滾動時域估計(jì)法估算鋰電池的SOC，能夠迅速減小SOC初始誤差對SOC估計(jì)的影響及減小電流測量累計(jì)誤差對SOC估計(jì)的影響，并對SOC估計(jì)范圍進(jìn)行顯式約束，從而保證了鋰電池SOC在線估計(jì)的準(zhǔn)確性和可行性，很大程度上提高了電池管理系統(tǒng)的有效性和可靠性。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN105572596
【申請?zhí)枴緾N201610038375
【發(fā)明人】沈佳妮, 賀益君, 馬紫峰
【申請人】上海交通大學(xué), 上海中聚佳華電池科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月20日