[发明专利]基于扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC在线估计方法

权利要求书

1.一种基于扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC在线估计方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：采集被测锂离子电池的电池端电压U_o(t)和极化电压，建立被测锂离子电池一阶RC等效电路的电压电流关系式和二阶RC等效电路的电压电流关系式；

步骤二：对被测锂离子电池进行充放电实验，记录每次对应的电池SOC初值和电池开路电压初值U_ocv(0)，并建立被测锂离子电池的卡尔曼滤波初值SOC₀的多项式拟合函数；

步骤三：求解所述多项式拟合函数，获得被测锂离子电池的卡尔曼滤波初值SOC₀，再通过梯度仿真实验，确定卡尔曼滤波的初始误差协方差P(0)；

步骤四：根据步骤三中获得的卡尔曼滤波初值SOC₀和初始误差协方差P(0)，进行基于扩展卡尔曼滤波的电池SOC估计，实现锂离子电池的SOC在线估计。

2.根据权利要求1所述的基于扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC在线估计方法，其特征在于，

步骤一中，被测锂离子电池一阶RC等效电路的电压电流关系式为：

U_o(t)=U_ocv(t)-U_p(t)-i₁(t)R_d1(t)；

式中t为时间，U_ocv(t)为被测锂离子电池的开路电压，U_p(t)为一阶RC等效电路中RC环节的极化电压，i₁(t)为一阶RC等效电路的回路电流，R_d1(t)为一阶RC等效电路中被测锂离子电池电阻；

将上述一阶RC等效电路的电压电流关系式离散化后为：

U_o,k=U_ocv,k-U_p,k-i_1,kR_d1,k，

其中，U_o,k为k时刻被测锂离子电池的端电压U_ocv(t)采样值，U_ocv,k为k时刻被测锂离子电池的开路电压U_ocv(t)采样值，U_p,k为k时刻一阶RC等效电路中RC环节的极化电压U_p(t)的采样值，i_1,k为k时刻一阶RC等效电路的回路电流i₁(t)的采样值，R_d1,k为k时刻一阶RC等效电路的被测锂离子电池内阻R_d1(t)的采样值；

被测锂离子电池二阶RC等效电路的电压电流关系式为：

U_o(t)=U_ocv(t)-U_p1(t)-U_p2(t)-i₂(t)R_d2(t)；

式中U_p1(t)为二阶RC等效电路中第一个RC环节的极化电压，U_p2(t)为二阶RC等效电路中第二个RC环节的极化电压，i₂(t)为二阶RC等效电路的回路电流，R_d2(t)为二阶RC等效电路中被测锂离子电池内阻；

将上述二阶RC等效电路的电压电流关系式离散化后为：

U_o,k=U_ocv,k-U_p1,k-U_p2,k-i_2,kR_d2,k，

式中U_p1,k为k时刻二阶RC等效电路中第一个RC环节的极化电压U_p1(t)的采样值，U_p2,k为k时刻二阶RC等效电路第二个RC环节的极化电压U_p2(t)的采样值，i_2,k为k时刻二阶RC等效电路的回路电流i₂(t)采样值，R_d2,k为k时刻二阶RC等效电路的被测锂离子电池内阻采样值。