动力电池荷电状态在线估算方法和装置

摘要

本发明揭示了一种动力电池荷电状态在线估算方法和装置，所述方法包括步骤：通过动力电池的累计释放能量计算动力电池的容量修正系数；计算动力电池的内阻；建立动力电池的状态空间模型：将所述动力电池的状态空间模型代入到无迹卡尔曼滤波器，得到电池荷电状态的估计值。本发明的动力电池荷电状态在线估算方法和装置，通过动力电池的累计释放能量计算动力电池的容量修正系数，动力电池的累计释放能量，它是指电池从第一次使用开始直到目前为止对负载做功以及被内阻所消耗的能量总和，也能像循环次数一样反映电池的使用历史，但是它在数值上更便于精确计量，因此，通过动力电池的累计释放能量来对电池的相关参数进行修正更具有可操作性且得到的估算值更加精准。

主权项

一种动力电池荷电状态在线估算方法，其特征在于，包括步骤：通过动力电池的累计释放能量计算动力电池的容量修正系数；计算动力电池的内阻；建立动力电池的状态空间模型；将所述动力电池的状态空间模型代入到无迹卡尔曼滤波器，得到电池荷电状态的估计值；其中：所述动力电池的状态空间模型的状态方程为：${\mathrm{SOC}}_k={\mathrm{SOC}}_{k-1}-\frac{U_{k-1}·I_{k-1}·\Delta t+R_{k-1}·I_{k-1}^2·\Delta t}{K_{c-e,k}{Q}_N{U}_m}$输出方程：U_k＝k₀‑k₁/SOC_k‑k₂SOC_k+k₃ln(SOC_k)+k₄ln(1‑SOC_k)‑R_kI_k式中，SOC_k为K时刻的荷电状态，U_k‑1为k‑1时刻的电池工作电压，I_k‑1为k‑1时刻的电池工作电流，Q_N为电池额定容量，U_m为电池的平均工作电压，k₀、k₁、k₂、k₃和k₄为电池简化电化学模型中的各项系数，其中：所述电池简化电化学模型，其数学表达式为，U_ocv＝k₀‑k₁/SOC‑k₂SOC+k₃ln(SOC)+k₄ln(1‑SOC)‑R_bI_b式中，U_ocv为动力电池的开路电压，SOC为动力电池的荷电状态，R_b为动力电池的内阻，I_b为动力电池的工作电流，k₀、k₁、k₂、k₃和k₄为各项的系数；或者，所述通过动力电池的累计释放量计算动力电池的容量修正系数的步骤之前还包括步骤：读取动力电池上一次停机时的荷电状态和时间，若动力电池的静止时间大于指定时间，则检测动力电池初始电动势，若动力电池的静止时间小于指定时间，则读取上次停机时动力电池的电动势；其中，所述动力电池的状态空间模型的状态方程为：${\mathrm{SOC}}_k={\mathrm{SOC}}_{k-1}-\frac{U_{k-1}·I_{k-1}·\Delta t+R_{k-1}·I_{k-1}^2·\Delta t}{K_{c-e,k}{Q}_N(K_r{E}_0+(1-K_r\left)E_m\right)}$输出方程：U_k＝k₀‑k₁/SOC_k‑k₂SOC_k+k₃ln(SOC_k)+k₄ln(1‑SOC_k)‑R_kI_k式中，SOC_k为K时刻的荷电状态，U_k‑1为k‑1时刻的电池工作电压，I_k‑1为k‑1时刻的电池工作电流，Q_N为电池额定容量，K_r为电池停机时间是否大于指定时间，当大于指定时间时K_r＝1，否则K_r＝0，E₀为电池开始工作时的初始电动势，E_m为电池上一次停止工作时的电动势，k₀、k₁、k₂、k₃和k₄为电池简化电化学模型中的各项系数，其中：所述电池简化电化学模型，其数学表达式为，U_ocv＝k₀‑k₁/SOC‑k₂SOC+k₃ln(SOC)+k₄ln(1‑SOC)‑R_bI_b式中，U_ocv为动力电池的开路电压，SOC为动力电池的荷电状态，R_b为动力电池的内阻，I_b为动力电池的工作电流，k₀、k₁、k₂、k₃和k₄为各项的系数。