[发明专利]一种均衡电池的SOC估算方法

权利要求书

1.一种均衡电池的SOC估算方法，其特征在于：该SOC估算方法包括如下步骤：

(1).利用安时积分法估计电池均衡前的SOC；

(2).建立均衡电池等效模型及该均衡电池的等效均衡电路；

(3).在均衡电池模型的基础上结合安时法，建立相应的数学模型其中S(t₀)为初始SOC，C_A为电池可用容量，η为库仑效率，Is为该单体均衡电路中均衡电流，Ic为线上充电电流；

(4).将该数学模型进行离散化处理，得到状态空间方程；

(5).使用扩展卡尔曼滤波算法对电池端电压的荷电状态进行估算。

2.根据权利要求1所述的SOC估算方法，其特征在于：所述的步骤(1)中电池均衡前的SOC估计值为：其中S(t₀)为初始SOC，C_A为电池可用容量，η为库仑效率，I为充放电电流。

3.根据权利要求2所述的SOC估算方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的均衡电池等效模型为一个理想电源和一个内阻R1，均衡电池的等效均衡电路为在电池的两端并联一个电感器L，电池等效为，E(t)＝V(t)+R₁×I(t)，其中E(t)为理想电源电动势，I(t)为流入电池的电流，Is为该单体均衡电路中均衡电流，R2为等效均衡电路的阻抗。

4.根据权利要求3所述的SOC估算方法，其特征在于：所述的步骤(4)中的离散化状态空间方程和输出方程分别为：

S(k+1)Is(k+1)=1-ηΔtCA0exp(-R2·ΔtL)S(k)Is(k)+-ηΔtCA001R2(1-exp(-R2·ΔtL))Ic(k)V(k)+w1(k)w2(k)]]>

V(k)＝F(S(k))-R₁×Is(k)-R₁×Ic(k)+v(k)

其中状态变量X(k)为电池SOC值S(k)以及均衡电流Is(k)，y(k)为电池的端电压V(k)，Δt为采样时间，w1(k)/w2(k)是一些不可测随机输入量对系统状态变量的干扰，v(k)是电池端电压测量噪声。

5.根据权利要求4所述的SOC估算方法，其特征在于：所述的步骤(5)中的扩展卡尔曼滤波算法由滤波器计算和滤波器增益计算两部分组成，其中滤波器计算通过下面三个式子完成，

X^(k|k-1)=A(k)X^(k-1)+B(k)I(k-1)]]>

V^(k)=F[(S(k))]-R1I(k)-uc(k)+v(k)]]>

X^(k)=X(k|k-1)+K(k)[V(k)-V^(k)]]]>

它们分别是状态变量的预测值、端电压的预测值和状态变量的预测修正值，其中K(k)是端电压测量值在修正SOC时所占的比重，状态变量初始值的期望为A(k)和B(k)分别为：

A(k)=1-ηΔtCA0exp(-R2·ΔtL,B(k)=-ηΔtCA001R2(1-exp(-R2·ΔtL))]]>

滤波器增益的计算由下面的三个式子完成，

P(k|k-1)＝A(k-1)P(k-1)A^T(k-1)+Q

K(k)＝P(k|k-1)C^T(k)[C(k)P(k|k-1)C^T(k)+r]^-1

P(k)＝[1-K(k)C(k)]P(k|k-1)

式中P(k/k-1)和P(k)分别为状态变量预测误差和滤波误差的方差阵，Q和r分别是噪声w(k)的方差阵和v(k)的方差，初始滤波误差的方差为P(0)。