[发明专利]基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法

权利要求书

1.一种基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立锂离子电池的一阶RC等效电路模型；

步骤2、通过脉冲充放电实验确定锂离子电池不同荷电状态处的开路电压，然后通过函数拟合得到开路电压与荷电状态的具体函数关系，构建开路电压OCV与不同荷电状态SOC值的SOC-OCV关系表；

步骤3、根据步骤1得到的锂离子电池的等效电路模型，分别建立以欧姆内阻、极化内阻和极化时间常数为状态变量的状态观测方程；

步骤4、运用卡尔曼滤波算法，结合步骤2得到的开路电压OCV与不同荷电状态SOC值的SOC-OCV关系表，在线估算电池的欧姆内阻、极化内阻和极化时间常数，极化电容由时间常数计算得到，最终迭代计算实时获得锂电池的欧姆内阻、极化内阻和极化电容；

步骤5、建立基于欧姆内阻、极化内阻和极化电容的锂离子电池健康状态多因子评估模型；

步骤6、使用带约束条件的最小二乘算法，训练获得锂离子电池健康状态多因子评估模型中欧姆内阻、极化内阻和极化电容分别对应的权重系数；

步骤7、用训练获得的欧姆内阻、极化内阻和极化电容分别对应的权重系数，进行同类型全新电池的健康状态的评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，所述步骤1中锂离子电池的一阶RC等效电路模型具体如下：

包括极化内阻R_d与极化电容C_d构成的一个RC并联电路，RC并联电路其中一端与开路电压源连接后接入电压，RC并联电路另一端串联欧姆内阻R_o后接入电压。

3.根据权利要求2所述的一种基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，所述步骤2中将开路电压按照充、放电方向分为两个部分，在锂电池充电或放电两个过程中因充电或放电电流方向不同而选择各自开路电压源，放电过程中开路电压为U_OC，充电过程中开路电压为U’_OC，由此分别得到充电过程的开路电压与荷电状态的关系，以及放电过程的开路电压与荷电状态的关系。

4.根据权利要求3所述的一种基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，所述步骤3具体如下：

首先根据一阶RC等效电路模型，建立锂电池回路电压方程的表达式为：

其中，R_o为电池的欧姆内阻，R_d、C_d分别为电池的电化学极化内阻和极化电容，τ_d代表极化时间常数，其中，τ_d＝R_dC_d，U_OC为电池的开路电压，I为锂电池的工作电流，U为电池的工作电压；

根据回路电路方程进行离散化，建立锂电池回路电压离散状态方程：

其中，R_o为电池的欧姆内阻，R_d、C_d分别为电池的电化学极化内阻和极化电容，τ_d代表极化时间常数，其中，τ_d＝R_dC_d，v(k)为欧姆内阻、极化内阻和时间常数的测量噪声，k代表当前时刻迭代计算步数；U(k)、U(k-1)为当前时刻和前一时刻的回路电压，I(k)、I(k-1)为当前时刻和前一时刻的工作电流，U_OC(k)和U_OC(k-1)为当前时刻和前一时刻的开路电压，T为采样时间；

电池的模型参数在短时间内被认为保持不变，所建立的以欧姆内阻、极化内阻和极化时间常数为状态变量的状态观测方程为：

其中，w_k为欧姆内阻、极化内阻和极化电容在估算过程噪声。