[发明专利]电池等效电路模型的参数在线实时辨识方法

说明书

本发明公开一种电池等效模型的参数在线实时辨识方法，本方法首先建立电池的二阶等效电路模型，然后利用公式描述电池的二阶等效电路模型，之后将所述公式转化成差分方法，然后通过参数辨识算法来得到电池的二阶等效电路模型的参数。本发明能够在线、实时辨识电池的二阶等效电路模型参数，进而可以实现电池各种状态估计，电池的状态包含但不仅限于SOC、SOP（功率状态）和SOH。本发明可对任意类型电池的二阶等效电路模型参数进行辨识，电池的类型包含但不仅限于一次性电池、铅酸电池、锂聚合物电池等。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体是一种电池等效电路模型的参数在线实时辨识方法。

背景技术

电池的出现极大地促进电子设备的普及以及实用化和轻巧化。为了分析电池在某种状况下的特性，需要根据电池的模型对电池进行仿真和分析。而电池是一个复杂的电化学-物理系统，具有很强的非线性和时变性特征，使得获取电池的模型参数变得异常困难。由于电池的特性受到温度、电池的荷电状态(SOC)和电池的寿命状态(SOH)等诸多因素的影响，使得离线辨识的方法受到很多限制，只适用于特定的应用场合。目前就如何构建适用于任意状况、任意连接方式下电池模型参数的实时、在线辨识并没有好的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电池等效电路模型的参数在线实时辨识方法，能够在线、实时辨识电池的二阶等效电路模型参数，进而实现电池各种状态估计。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：电池等效电路模型的参数在线实时辨识方法，包括以下步骤：

S01)、建立电池的二阶等效电路模型，电池的二阶等效电路模型包括串联的电阻R、第一个RC模块和第二个RC模块，第一个RC模块包括并联的电阻R_p1、电容C_p1，第二个RC模块包括并联的电阻R_p2、电容C_p2；

S02)、电池的二阶等效电路模型可由公式1-3表示：

U＝U_o+RI+U_p1+U_p2 (1)，

其中U为电池的端电压，I为电流，U_o为开路电压，R为欧姆内阻，C_pi、R_pi i＝1,2分别为极化电容和极化内阻；

S03)、将公式1-3转化成差分方程，可得：

其中：

U(k)、U(k-1)、U(k-2)、U(k+1)、U(k+2)表示当前时刻、前一时刻、前两时刻、后一时刻、后两时刻的端电压，U_o(k)表示当前时刻的开路电压，I(k)、I(k-1)、I(k-2)、I(k+1)、I(k+2)表示当前时刻、前一时刻、前两时刻、后一时刻、后两时刻的电流，T_s表示采样周期；

将公式4改写为：

其中：

S04)、电池的端电压为可测量的量，令y_k＝U(k)，将输入矩阵表示为：φ_k＝[1 U(k+2) U(k+1) U(k-1) U(k-2) I(k+2) I(k+1) I(k) I(k-1) I(k-2)]^T，系数矩阵为：κ＝[U′_oa b c d g h m n w]^T，而噪声矩阵为ε_k，则公式6可改写为：