[发明专利]航天器电池组模拟器的SOC特性校准方法

说明书

本发明涉及一种航天器电池组模拟器的SOC特性校准系统和方法，所述系统包括模拟器SOC曲线生成模块、标准SOC曲线生成模块和校准模块，其中，模拟器SOC曲线生成模块从实际数据中提取SOC曲线，并利用改进的自适应卡尔曼滤波算法来形成航天器电池组模拟器输出的SOC特性曲线；其中标准SOC曲线生成模块基于二阶RC等效电路模型的建模法建立起航天器电池组的等效电路模型，之后结合递归最小二乘方法来对电路模型进行参数辨识，得到电池的标准模型，用于生成标准SOC曲线。

技术领域

本发明属于仪器仪表校准领域，更具体尤其涉及一种航天器电池组模拟器的SOC特性校准方法。

背景技术

目前，航天器电池组模拟器技术研究在国内还处于起步阶段，在航天器、飞船、空间站等高端大功率航天器电池组模拟器研究领域国内尚属空白。如某卫星平台的航天器电池组模拟器要求对类型为镉镍、氢镍、锂离子，额定容量为从30Ah至300Ah范围内的航天器电池组提供准确模拟，而在实际校准过程中，不可能对航天器电池组模拟器上述如此多种类和容量的空间电池模拟特性进行一一校准，这样既费时间也不可能实现对所有种类和容量的空间电池模拟特性的完全校准。因此，需要对航天器电池组模拟器的模拟适应性展开研究，提取航天器电池组共性特征，对航天器电池组模拟器的适应性进行表征，并开展相应的校准技术与校准装置的研究。

航天器蓄电池模拟器能模拟真实航天器电池组端口输入/输出特性，航天器蓄电池模拟器能够实现对不同种类不同容量的航天器电池组进行模拟，航天器电池组具有复杂的电化学特性，以氢镍电池为例，其充放电的电压值随容量、充放电电流与温度呈非线性变化，其充放电的终止条件也与温度、充放电电流、端电压容量等呈非线性变化；其在充放电过程中的内部温度、压力呈非线性变化。因此，对于航天器电池蓄电池组模拟器，不可仅凭端电压、端电流对其进行准确校准。

发明内容

本发明的目的是提供一种能偶精确校准的系统和方法，具体而言，本发明提供一种航天器电池组模拟器的SOC特性校准系统，其特征在于：包括模拟器SOC曲线生成模块、标准SOC曲线生成模块和校准模块，其中，模拟器SOC曲线生成模块从实际数据中提取SOC曲线，并利用积分法来形成航天器电池组模拟器输出的SOC特性曲线；其中标准SOC曲线生成模块基于二阶RC等效电路模型的建模法建立起航天器电池组的等效电路模型，不断交替更新模型参数与SOC值，从而得到每个时刻的电池组的模型参数和SOC值。

进一步的，其特征在于：所述模拟器SOC曲线生成模块包括数据采集测量单元和数据处理单元，其中数据采集单元负责实时采集系统数据和进行A/D转换，数据处理单元接收数据采集测量单元的数据，并进行数据处理分析，从而得到航天器电池组模拟器的SOC参数值。

进一步的，其特征在于：所述数据处理单元采用改进的自适应卡尔曼滤波算法来对数据进行处理，来精确确定蓄模拟器的SOC值的变化。

进一步的，其特征在于：标准SOC曲线生成模块对于具体的SOC计算过程如下：

(1)匹配系数确定

令x_k＝[SOC(k) U_e(k) U_d(k)]^T，对输出方程(12)线性化处理,即围绕x_k-进行泰勒级数展开,略去二次以上项。线性化处理后的匹配系数A_k、B_k、C_k、D_k分别为:

(2)算法状态量初始化

(3)循环迭代计算