[发明专利]一种电动汽车动力电池多状态联合估计系统及方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车动力电池多状态联合估计系统及方法，系统包括数据采集模块、数据预处理模块、参数辨识模块、状态估计模块以及储存模块；数据采集模块，用于采集电动汽车行驶数据以及动力电池状态数据；数据预处理模块用于数据清洗和数据插值；参数辨识模块，基于FFRLS方法和经数据预处理模块处理后的数据，进行动力电池二阶RC模型的参数辨识；状态估计模块，在二阶RC模型基础上，以DAEKF算法形成宏观和微观双时间尺度滤波器的状态联合估计方法，实现对电动汽车动力电池的SOC、SOE以及SOH状态联合估计；储存模块，用于储存和读取数据。本发明实现电动汽车动力电池的SOC、SOH和SOE三种核心状态联合估计。

技术领域

本发明属于电池状态估计技术领域，具体涉及一种电动汽车动力电池多状态联合估计系统及方法。

背景技术

随着国家对新能源汽车发展的推动，国内电动汽车的保有量逐年增加，锂离子动力电池的装机量也逐年上升。电池的荷电状态(State of Charge，SOC)指示着电池系统的可运行时间和充放电策略制定，是电池状态中最核心的内容之一。电池的能量状态(Stateof Energy，SOE)对续驶里程和续航时间的预估更为可靠，是表征电动汽车续航指标的核心状态参数。电池的健康状态(State of Heath，SOH)是用于评价动力电池剩余寿命及剩余价值的量化指标。但由于动力电池内部电化学反应动力学机理和电、热、力等多物理场耦合的复杂性，以及在实际行驶工况采集数据时受到外部环境干扰的影响，使得如何准确、稳定地估计电动汽车动力电池的核心状态，成为了实现先进电池管理、保障电动汽车安全与节能的关键技术。

但目前对电动汽车动力电池的状态估计研究主要集中于SOC和SOH，而作为续航能力指标的核心状态SOE却较少关注。另外，目前关于动力电池状态估计的研究大多基于实验室数据，基于实车数据更能反映动力电池真实的状态，建立多状态联合估计模型更符合实际行驶的工况，同时还减少了BMS的参数变化量，对电动汽车动力电池状态的估计具有现实应用意义。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种电动汽车动力电池多状态联合估计系统及方法，实现电动汽车动力电池的SOC、SOH和SOE三种核心状态联合估计。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车动力电池多状态联合估计系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据预处理模块、参数辨识模块、状态估计模块以及储存模块；

数据采集模块，用于采集电动汽车行驶数据以及动力电池状态数据；

数据预处理模块，用于数据清洗和数据插值；

参数辨识模块，基于FFRLS方法和经数据预处理模块处理后的数据，进行动力电池二阶RC模型的参数辨识；

状态估计模块，基于所述的数据采集模块和参数辨识模块，在二阶RC模型基础上，以DAEKF算法形成宏观和微观双时间尺度滤波器的状态联合估计方法，实现对电动汽车动力电池的SOC、SOE以及SOH状态联合估计；

储存模块，用于储存和读取数据采集模块采集的数据、预处理后数据、参数辨识模块的辨识过程与结果以及状态估计模块的估计过程与结果。

进一步的，估计系统包括在线车载状态和离线状态两种使用场景；

在在线车载状态使用场景下，估计系统设置在电动汽车上，数据采集模块通过CAN总线采集动力电池数据，并进行后续在线数据预处理、在线模型参数辨识以及在线状态联合估计，状态估计模块通过CAN总线连接上位机显示估计结果，CAN总线连接各CAN节点，对动力电池系统实施相对应的控制；