一种锂电池SOC估算方法

摘要

本发明公开了一种锂电池SOC估算方法，包括：产生sigama点，确定加权系数，UT变换，Kalman滤波框架。本发明所述锂电池SOC估算方法，可以克服现有技术中使用寿命短、安全性差和可靠性低等缺陷，以实现使用寿命长、安全性好和可靠性高的优点。

主权项

一种锂电池SOC估算方法，其特征在于，包括：⑴产生sigama点${\chi }_{i,k-1}={\hat{x}}_{k-1},i=0---(3-16)$${\chi }_{i,k-1}={\hat{x}}_{k-1}+{\left(a\sqrt{L{\hat{P}}_{k-1}}\right)}_{i}i=1,.....,L---(3-17)$${\chi }_{i,k-1}={\hat{x}}_{k-1}-{\left(a\sqrt{L{\hat{P}}_{k-1}}\right)}_{i}i=L+1,.....,2L---(3-18)$L＝n+λ      (3‑19)其中，a是一个较小的正数，通常取a＝1；n为系统状态变量个数，针对单体电池，n＝2，λ是一比例系数；⑵确定加权系数${\omega }_0=\frac{\lambda }{n+\lambda }+(1-a^2+\beta )---(3-20)$${\omega }_i=\frac{1}{2{\mathrm{La}}^2},i=1,...,2L---(3-21)$λ＝a²(n+κ)‑n      (3‑22)其中，κ是二阶比例系数，通常取κ＝1；β用来合并先验信息，对于高斯白噪声系统，取β＝2；⑶UT变换χ_i,k|k‑1＝f(χ_i,k‑1)      (3‑23)${\hat{x}}_{k|k-1}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\Sigma }}{w}_i{\chi }_{i,k|k-1}---(3-24)$$P_{k|k-1}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\Sigma }}{w}_i({\chi }_{i,k|k-1}-{\hat{x}}_{k|k-1}){({\chi }_{i,k|k-1}-{\hat{x}}_{k|k-1})}^T+Q_k---(3-25)$其中是矩阵平方根的第i列，w_i为权重，Q_k为过程噪声方差；⑷Kalman滤波框架将UT变换所得的值代入经典的Kalman滤波框架之中便得到UKF算法，递推过程如下：${\hat{y}}_k=C_k{\hat{x}}_{k|k-1}---(3-26)$${\hat{P}}_{\mathrm{yy}}=C_k{P}_{k|k-1}{C_k}^T+R_k---(3-27)$${\hat{P}}_{\mathrm{xy}}=P_{k|k-1}{C_k}^T---(3-28)$${\hat{x}}_k={\hat{x}}_{k|k-1}+{\hat{P}}_{\mathrm{xy}}{\hat{P}}_{\mathrm{yy}}^{-}(y_k-{\hat{y}}_k)---(3-29)$${\hat{P}}_k=P_{k|k-1}-{\hat{P}}_{\mathrm{xy}}{\hat{P}}_{\mathrm{yy}}^{-}{{\hat{P}}_{\mathrm{xy}}}^{-}---(3-30)$其中为状态协方差，C_k为系统输出矩阵，R_k为测量噪声方差。