[发明专利]一种基于DP模型的低温环境下电池SOP在线估计方法

说明书

一种基于DP模型的低温环境下电池SOP在线估计方法。本发明主要涉及动力电池管理技术领域。提出了一种逻辑清晰、步骤有序且准确度高的基于DP模型的低温环境下电池SOP在线估计方法。按以下步骤进行估计：S1、建立拟合函数；S2、辨识系统参数；S3、对SOC进行在线估计；S4、在SOC限制和模型电压限制条件下求得实时SOP。本发明降低各参数在此低温环境下的变化所带来的误差，从而保证其在线估计的准确性。采用了抗噪声能力强的HF估计方法结合更加精确的DP模型对SOC估计，从而整个估计更加切实且准确。在多约束下对SOP进行估计，避免在单参数估计的SOP过大的，考虑因素不足导致电池过放而损坏的情况出现，保证动力电池的安全和性能。

技术领域

本发明主要涉及动力电池管理技术领域，特别是动力电池SOP的估算方法。

背景技术

动力电池的SOP(State of Power)，即电池的功率状态，常用峰值功率作其恒量指标。动力电池的峰值功率是指基于动力电池当前状态在不违反电池使用限制在一定时间内下可持续放电的最大功率，这是电动汽车动力性能的衡量标准之一。如果可以对SOP进行准确估算，既可以极大程度提高电动汽车锂电池的使用效率，比如在刹车时可以尽量多的吸收回馈的能量而不伤害电池。在加速时可以提供更大的功率获得更大的加速度而不伤害电池。也可以有效地保护电池不受过度使用而引起的损伤，对提升动力性能和减缓电池寿命损耗有重要意义，动力电池峰值功率会随放温度、电池SOC(State of Charge)、电池健康状态变化而变化，特别是低温、低SOC条件下峰值功率下降明显如果采用恒定峰值功率作为限制条件，峰值功率的实时高精度估算至关重要。

目前的大多数研究很少考虑模型的精度，并且缺乏针对低温，低SOC环境下的实时SOP估计，此环境下的电池参数对环境的变化响应剧烈，给精确估计电池SOC、SOP等带来了不小的干扰。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种逻辑清晰、步骤有序且准确度高，可通过Dualpolarization model(DP双极化模型)更真实的模拟电池内部特性，从而基于多参数限制下得到可实现的最大电流，进而估计SOP的基于DP模型的低温环境下电池SOP在线估计方法。

本发明的技术方案为：按以下步骤进行估计：

S1、建立容量—温度—放电倍率的三维响应和不同容量下的OCV(SOC)的拟合函数；

S2、实时采集动力电池的电压和电流利用渐消记忆递推最小二乘法在线辨识系统参数；

S3、利用获取的系统参数建立适用于HF算法的状态空间方程，利用HF对SOC进行在线估计；

S4、基于得到准确的SOC和各类参数后，在SOC限制和模型电压限制条件下求得实时SOP。

步骤S1包括：

S1.1、在不同电池工作温度与放电倍率下拟合出容量的变化即Ca(T,C)以应对低温环境所带来的影响，其中T为温度，C为放电倍率；

S1.2、在不同可用容量下拟合OCV-SOC以获取不同电池容量下的与对应关系即OCV(SOC，Ca)，其中SOC为荷电状态，Ca实际可用容量。

步骤S2包括：

S2.1、基于选取的DP模型建立等效电路模型，通过拉式变换与双线性变换得到关于输入输出的差分方程；

y_θ(k)＝U_ocv(k)-U_L(k)＝ε₁y_θ(k-1)+ε₂y_θ(k-2)