[发明专利]电池在线参数辨识的能量状态估算方法及电池管理系统

说明书

本发明公开一种电池在线参数辨识的能量状态估算方法及电池管理系统，电池在线参数辨识的能量状态估算方法包括：拟合出电池的开路电压与电池能量的特性曲线，对电池进行脉冲放电‑静置处理，获得电压响应曲线，并离线辨识出电池二阶RC模型的参数值。根据电池二阶RC模型建立电池的离散状态空间模型，检测当前的电池工作电压值，根据特性曲线获得当前的能量状态的初始值，得到当前的能量状态估计值，根据能量状态估计值及特性曲线在线辨识电池二阶RC模型的参数值。根据电池二阶RC模型的参数值实时更新离散状态空间模型的参数值，并根据更新后的离散状态空间模型估算能量状态估计值，从而解决现有技术中电池的能量状态估算累计误差过大的技术问题。

技术领域

本发明涉及电源模块技术领域，特别涉及电池在线参数辨识的能量状态估算方法及电池管理系统。

背景技术

BMS(Battery Management System，电池管理系统)作为电动汽车监管电池的重要部件，目前国内外主要通过实时检测电池外特性并估算SOC(State Of Charge，电池荷电状态)来防止电池不合理的使用，从而保证电池使用的安全性和长寿命，能最大限度发挥电池的性能，提高电池容量和能量利用率。而目前国内外关于SOE(State Of Energy，电池能量状态)估算的研究甚少，动力电池SOE估计方法主要包括：内阻法、瓦时积分法、开路电压法等。

在电池应用过程中,电池的电量一直用电池容量和荷电状态来描述。随着动力电池在电动汽车中的大量应用，电池作为动力源用来存储和释放能量，但电池容量和SOC不能线性对应车辆的行驶里程，于是研究人员开始从能量的角度，提出了电池的SOE的概念。纯电动汽车上电池组与电机相连接并为电机提供能量，电池的剩余能量能表征电机的工作能力，也能反映电池的工作能力。相比容量状态，能量状态更能反映电池的放电能力。其中，内阻法依据电池内阻和SOE之间的函数关系，通过检测电池内阻检测内阻来计算电池SOE，然而在线、准确地测量电池内阻存在因难，限制了该方法在实际工程中的应用。瓦时积分法虽然原理简单且易于实现，但是无法消除SOE初始误差以及因电流测量和电压测量不准确而引起的累计误差。开路电压法根据OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)和SOE的对应关系来计算电池SOE，需要将电池充分静置后才能测量OCV，因此不适用于SOE的在线估计。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电池在线参数辨识的能量状态估算方法，旨在解决现有技术中电池的能量状态测量不准确引起的累计误差。

为实现上述目的，本发明提出一种电池在线参数辨识的能量状态估算方法，用于电池管理系统，所述电池在线参数辨识的能量状态估算方法包括：

对电池进行放电-静置处理，拟合出电池的开路电压与电池能量的特性曲线；

对电池进行脉冲放电-静置处理，获得电压响应曲线，并离线辨识出所述电池二阶RC模型的参数值；

根据电池二阶RC模型建立电池的离散状态空间模型；

检测当前的电池工作电压值，根据所述特性曲线获得当前的能量状态的初始值；

根据所述当前能量状态的初始值及所述离散状态空间模型得到当前的能量状态估计值；

根据所述能量状态估计值及所述特性曲线，得到当前的开路电压值，以在线辨识电池二阶RC模型的参数值；

根据电池二阶RC模型的参数值实时更新离散状态空间模型的参数值，并根据更新后的离散状态空间模型去估算能量状态估计值。

可选地，所述“对电池进行放电-静置处理，拟合出电池的开路电压与电池能量的特性曲线”的步骤包括：

对电池进行脉冲放电-静置处理；

获取电池在多个温度值下的开路电压及对应的电池能量；