[发明专利]一种无电流传感器的电池荷电状态估计方法

权利要求书

1.一种无电流传感器的电池荷电状态估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立电池单体的一阶等效电路模型，并离线测试该模型的开路电压U_oc，且建立开路电压与荷电状态之间的关系；

(2)基于所述一阶等效电路模型，使用递归最小二乘法得到预测的电池充放电电流

(3)融合安时积分法和开路电压法的估计结果得到电池荷电状态；

其中，步骤(1)中所述一阶等效电路模型如下：

U_t＝U_oc-U₁-I_t·R₀ (1)

其中，U_oc为电池开路电压，R₀为电池内阻，R₁和C₁用于等效电池的扩散过程、充电转移带来的电压变化，各个参数U_oc，R₀，R₁和C₁均通过离线测试提前获得；

所述一阶等效电路模型的内阻获取方法如下，

放电内阻

充电内阻

通过使用t1到t2之间电压测量结果对方程g(t)＝A+B·e^-αt进行非线性最小二乘拟合，可以得到方程中相应的系数A、B和α；定义τ＝R₁·C₁，各参数的计算如下：

时间常数

充放电时间T_disch＝t₁-t₀，T_ch＝t₃-t₂ (6)

电池参数的测试和获取方法，具体步骤如下：

Step1.将电池充满电，以5％荷电状态为步长放电，放电到5％荷电状态，进行脉冲测试；重复本Step1中的脉冲测试过程，直到电池完全放电；

Step2.将电池放电到截止电压，以5％荷电状态为步长充电；充电到95％荷电状态，进行脉冲测试；重复本Step2中的脉冲测试过程，直到电池完全充电；

Step3.对于每次脉冲的测试结果，使用式(3)-(8)计算所述一阶等效电路模型中的电容和电阻；对所有电流脉冲做同样的计算，从而获得所述一阶等效电路模型在不同荷电状态和电流下的参数；

在获得开路电压和所述一阶等效电路模型全部参数的基础上，从而建立各个参数与荷电状态及电流之间关系，通过查表法在线更新电池的等效电路模型。

2.根据权利要求1所述的无电流传感器的电池荷电状态估计方法，其特征在于，对所述电池开路电压U_oc进行离线测试和拟合的主要步骤如下：

Step1.将电池充满电后，以5％荷电状态为步长进行放电；放电到5％荷电状态，静置电池两小时后，得到此时电池的开路电压；以此类推，直到电池完全放电；

Step2.将电池放电到截止电压后，以5％荷电状态为步长充电；充电到95％荷电状态后，静置两小时，测量此时电池的开路电压；以此类推，直到电池完全充电；

Step3.根据分别在充放电过程中测量到的开路电压，求取其平均值作为开路电压的参考值，使用多项式拟合建立开路电压与荷电状态之间的关系；

对R₀，R₁和C₁的离线测试使用不同倍率的充放电电流脉冲；不同的电流脉冲幅值用于测试在不同放电倍率下的电池参数。

3.根据权利要求2所述的无电流传感器的电池荷电状态估计方法，其特征在于，所述电流脉冲持续20秒，相邻电流脉冲之间间隔30分钟。