[发明专利]动力电池的电芯荷电状态估算方法及电池管理系统

权利要求书

1.一种动力电池的电芯荷电状态估算方法，其特征在于，所述动力电池的电芯荷电状态估算方法包括：

获取所述动力电池的预设电芯等效电路模型中的参数、所述动力电池的负载电流以及所述动力电池中每个电芯的端电压；

根据所述预设电芯等效电路模型中的参数、所述动力电池的负载电流以及所述动力电池中的电芯参考电压，利用扩展卡尔曼滤波器EKF算法确定所述动力电池的电芯参考荷电状态SOC以及电芯平均开路电压，所述电芯参考电压由所述动力电池中电芯的端电压确定；

根据所述预设电芯等效电路模型中的参数、每个电芯的端电压、所述电芯参考电压以及所述电芯平均开路电压，利用递推最小二乘RLS算法确定所述动力电池中每个电芯的SOC偏差；

根据每个电芯的SOC偏差和所述动力电池的电芯参考SOC之和，得到所述动力电池的每个电芯的SOC估计值，

其中，所述根据所述预设电芯等效电路模型中的参数、所述动力电池的负载电流以及所述动力电池中的电芯参考电压，利用扩展卡尔曼滤波器EKF算法确定所述动力电池的电芯参考荷电状态SOC以及电芯平均开路电压包括：

根据所述动力电池中所有电芯的端电压的平均值得到电芯平均电压，将所述电芯平均电压作为电芯参考电压，或者将所述动力电池中所有电芯的端电压中的任意一个端电压作为电芯参考电压；

利用状态方程，根据所述预设电芯等效电路模型中的参数，估算所述动力电池的待修正电芯平均SOC；

通过查找预设SOC-OCV表，得到所述待修正电芯平均SOC对应的待修正平均开路电压；

根据EKF算法的输出方程，利用所述待修正平均开路电压、所述预设电芯等效电路模型中的极化电压之和与欧姆内阻的电压，确定电芯参考电压估算值；

利用所述电芯参考电压与所述电芯参考电压估算值之间的差值，修正所述待修正电芯平均SOC以及所述待修正平均开路电压，并将修正后的电芯平均SOC以及修正后的平均开路电压分别确定为所述动力电池的电芯参考SOC以及电芯平均开路电压，

其中，所述根据所述预设电芯等效电路模型中的参数、每个电芯的端电压、所述电芯参考电压以及所述电芯平均开路电压，利用递推最小二乘RLS算法确定所述动力电池中每个电芯的SOC偏差包括：

将每个电芯的端电压与所述电芯参考电压的差值，确定为每个电芯的电压偏差；

将所述电芯参考电压与所述电芯平均开路电压的差值，确定为电芯内阻分压；

根据每个电芯的电芯等效内阻与所述预设电芯等效电路模型中的平均内阻，确定每个电芯的内阻相对误差；

根据RLS算法系统方程，利用每个电芯的电压偏差、所述电芯内阻分压、所述电芯平均开路电压对所述电芯参考SOC的导数以及每个电芯的内阻相对误差，确定每个电芯的SOC偏差。

2.根据权利要求1所述的动力电池的电芯荷电状态估算方法，其特征在于，所述预设电芯等效电路模型为RC等效电路模型。

3.根据权利要求1所述的动力电池的电芯荷电状态估算方法，其特征在于，所述预设电芯等效电路模型为二阶RC等效电路模型，包括依次串联的欧姆内阻、由第一极化电阻和并联连接的第一极化电容组成的第一RC网络单元、由第二极化电阻和并联连接的第二极化电容组成的第二RC网络单元、电流源。

4.根据权利要求3所述的动力电池的电芯荷电状态估算方法，其特征在于，所述获取所述预设电芯等效电路模型中的参数包括：

根据预设离线参数辨识表或在线参数辨识方法，确定所述电芯等效电路模型中的欧姆内阻、第一极化电阻、第一极化电容、第二极化电阻、第二极化电容的数值。

5.根据权利要求1所述的动力电池的电芯荷电状态估算方法，其特征在于，在所述得到所述动力电池的每个电芯的SOC估计值之后，所述方法还包括：

当检测到所述动力电池处于放电窗口上限时，将所述动力电池中的最大SOC估计值确定为所述动力电池的SOC；或者

当检测到所述动力电池处于放电窗口下限时，将所述动力电池中的最小SOC估计值确定为所述动力电池的SOC。