发明名称 一种锂离子电池荷电状态估计方法
摘要 一种锂离子电池荷电状态估计方法,属于电动汽车电池技术领域。本发明的目的是采用基于参数时变观测器的估计方法解决当锂离子电池在不同倍率充放电的复杂工况下的锂离子电池荷电状态估计方法。本发明具体步骤是:将电池荷电状态作为状态变量引入锂离子电池连续模型,根据充放电开路电压确定迟滞电压上界,考虑电池迟滞现象为与电流绝对值大小相关的一阶动态过程,采用RC环构建参数随电流变化的电池极化电压模型和内阻模型,构建电池模型端电压,获得非线性参数时变的电池模型。本发明基于参数时变的锂离子电池等效电路模型,将模型参数标定为电流倍率的函数,能较为准确地表现电池特性,同时易于现有估计方法的应用。
申请公布号 CN104535932A 申请公布日期 2015.04.22
申请号 CN201410794758.7 申请日期 2014.12.20
申请人 吉林大学 发明人 王宇雷;张吉星;马彦;陈虹
分类号 G01R31/36(2006.01)I 主分类号 G01R31/36(2006.01)I
代理机构 吉林长春新纪元专利代理有限责任公司 22100 代理人 白冬冬
主权项 一种锂离子电池荷电状态估计方法,其特征在于:其具体步骤是:标定电池充电静置开路电压、放电静置开路电压与电池荷电状态的关系,将电池荷电状态作为状态变量引入锂离子电池连续模型得到:<img file="767322dest_path_image001.GIF" wi="564" he="79" />(1)其中,<img file="506608dest_path_image002.GIF" wi="34" he="36" />、<img file="944543dest_path_image003.GIF" wi="17" he="34" />、<img file="630739dest_path_image004.GIF" wi="36" he="36" />、<img file="900046dest_path_image005.GIF" wi="30" he="37" />、<img file="13496dest_path_image006.GIF" wi="30" he="37" />和<img file="1043dest_path_image007.GIF" wi="32" he="36" />分别表示电池荷电状态、电池工作电流、电池额定容量、充电静置开路电压、放电静置开路电压和标定的静置开路电压;根据充放电开路电压确定迟滞电压上界,考虑电池迟滞现象为与电流绝对值大小相关的一阶动态过程:<img file="225351dest_path_image008.GIF" wi="575" he="58" />(2)其中,<img file="614744dest_path_image009.GIF" wi="29" he="26" />、<img file="899095dest_path_image010.GIF" wi="33" he="40" />和<img file="46043dest_path_image011.GIF" wi="28" he="40" />分别表示迟滞电压上界、迟滞衰减系数和迟滞电压;符号<img file="139288dest_path_image012.GIF" wi="16" he="18" />表示充电或放电;针对不同倍率电流充放电静置曲线做指数曲线拟合,采用RC环构建参数随电流变化的电池极化电压模型和内阻模型:<img file="320871dest_path_image013.GIF" wi="529" he="97" />(3)其中,<img file="838440dest_path_image014.GIF" wi="77" he="33" />表示极化时间常数,<img file="738263dest_path_image015.GIF" wi="17" he="18" />和<img file="304373dest_path_image016.GIF" wi="17" he="20" />分别表示电池的极化电阻和极化电容,<img file="402779dest_path_image017.GIF" wi="32" he="40" />表示电池内阻;对上述电压求和,构建电池模型端电压方程:<img file="28933dest_path_image018.GIF" wi="385" he="66" />(4)其中,<img file="212789dest_path_image019.GIF" wi="36" he="45" />表示基于模型的端电压估计值;获得非线性参数时变的电池模型:<img file="582591dest_path_image020.GIF" wi="564" he="249" />。
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