[发明专利]一种电池在线建模与荷电状态的联合估计方法及系统

权利要求书

1.一种电池在线建模与荷电状态的联合估计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：采集当前时间窗口内的电池端电压值数据和电池端电流值数据；

步骤2：根据不同的电压值数据进行值域划分，得到多个分段区间，对每一个分段区间建立自回归移动平均模型，将自回归移动平均模型转换为电池模型，并辨识电池模型参数；

步骤3：构造状态观测器，对作为状态变量的荷电状态SOC进行估计，得到荷电状态SOC的估计值；

步骤4：判断是否存在未采集数据的时间窗口，如果是，滑动获取下一个时间窗口，将得到的时间窗口作为当前时间窗口，执行步骤1；否则，执行步骤5；

步骤5：完成锂离子电池的电池模型的在线建模和荷电状态估计。

2.根据权利要求1所述的一种电池在线建模与荷电状态的联合估计方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：根据不同的电压值数据进行值域划分，得到多个分段区间，对每一个分段区间利用在线测量得到的电池端电压值数据和电池端电流值数据建立自回归移动平均模型；

步骤2.2：将自回归移动平均模型转化为对应的状态空间描述的电池模型，并辨识电池模型参数。

3.根据权利要求1或2所述的一种电池在线建模与荷电状态的联合估计方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：利用阈值模型将电池模型中所包含的开路电压OCV与荷电状态SOC的非线性关系进行分段线性化，并可映射为电池端电压与荷电状态SOC的分段线性化关系；

步骤3.2：根据电池模型中的线性关系构造状态观测器，对作为状态变量的荷电状态SOC进行估计，得到荷电状态SOC的估计值。

4.根据权利要求3所述的一种电池在线建模与荷电状态的联合估计方法，其特征在于，所述利用阈值模型将电池模型中所包含的开路电压OCV与荷电状态SOC的非线性关系进行分段线性化的关键是，根据开路电压OCV和锂离子电池荷电状态SOC的线性化模型参数，确定电池模型参数。

5.根据权利要求1所述的一种电池在线建模与荷电状态的联合估计方法，其特征在于，所述下一个时间窗口的确定可以根据非线性强弱程度，对时间窗口的长短进行缩放。

6.一种电池在线建模与荷电状态的联合估计系统，其特征在于，包括采集模块、电池模型模块、状态变量估计模块和判断模块；

所述采集模块用于采集当前时间窗口内的电池端电压值数据和电池端电流值数据；

所述电池模型模块用于根据不同的电压值数据进行值域划分，得到多个分段区间，对每一个分段区间建立自回归移动平均模型，将自回归移动平均模型转换为电池模型，并辨识电池模型参数；

所述状态变量估计模块用于构造状态观测器，对作为状态变量的荷电状态SOC进行估计，得到荷电状态SOC的估计值；

所述判断模块用于判断是否存在未采集数据的时间窗口，如果是，滑动获取下一个时间窗口，将得到的时间窗口作为当前时间窗口，采集下一组电池端电压和电流数据参与计算；否则，完成锂离子电池的电池模型的在线建模和荷电状态估计。

7.根据权利要求6所述的一种电池在线建模与荷电状态的联合估计系统，其特征在于，所述电池模型模块包括建模模块和模型转换模块；

所述建模模块用于根据不同的电压值数据进行值域划分，得到多个分段区间，对每一个分段区间利用在线测量得到的电池端电压值数据和电池端电流值数据建立自回归移动平均模型；

所述模型转换模块将自回归移动平均模型转化为对应的状态空间描述的电池模型，并辨识电池模型参数。

8.根据权利要求6或7所述的一种电池在线建模与荷电状态的联合估计系统，其特征在于，所述状态变量估计模块包括线性化模块和估计值模块；

所述线性化模块用于利用阈值模型将电池模型中所包含的开路电压OCV与荷电状态SOC的非线性关系进行分段线性化，并可映射为电池端电压与荷电状态SOC的分段线性化关系；

所述估计值模块用于根据电池模型中的线性关系构造状态观测器，对作为状态变量的荷电状态SOC进行估计，得到荷电状态SOC的估计值。