[发明专利]一种全温度下基于极简电化学模型的锂电池SOC估计方法

权利要求书

1.一种全温度下基于极简电化学模型的锂电池SOC估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：极简电化学模型的建立：在平均电极模型基础上只保留开路电压与估算SOC的部分，将正负极过电势与液相电势的复杂方程简化为一个多项式方程，重建极简电化学模型；

步骤2：使用遗传算法进行参数辨识：全温度条件下，基于电池充放电数据，使用遗传算法对步骤1中建立的极简电化学模型进行参数辨识；

步骤3：构建全温度下的极简电化学模型：设C_{s_max}表示最大锂离子浓度，θ₀和θ₁₀₀分别表示SOC为0和1时的电极利用率，将步骤1得到的极简电化学模型中与SOC计算相关的参数C_{s_max}、θ₀和θ₁₀₀拟合为与环境温度相关的函数关系式，构建出全温度下的极简电化学模型；

步骤4：全温度下的极简电化学模型离散化：基于步骤3中得到的全温度下的极简电化学模型，将固相扩散方程进行离散化，得到系统状态空间方程和量测方程；

步骤5：融入平方根容积卡尔曼滤波算法，进行SOC估算：基于步骤4的系统状态空间方程和量测方程，将平方根容积卡尔曼滤波算法融入到锂离子电池SOC估算中，步骤3中得到的全温度下的极简电化学模型的端电压作为系统输出变量，电流作为系统输入变量，得到状态更新后的精确SOC值。

2.根据权利要求1所述的一种全温度下基于极简电化学模型的锂电池SOC估计方法，其特征在于，所述的步骤1中重建极简电化学模型的具体方法如下：

将平均电极模型的正负极过电势和液相电势简化为七次多项式，通过参数辨识方法获取多项式系数，即获得极简电化学模型：

y＝k1*T⁽⁷⁾+k2*T⁽⁶⁾+k3*T⁽⁵⁾+k4*T⁽⁴⁾+k5*T⁽³⁾+k6*T⁽²⁾+k7*T+k8

其中ki是多项式系数，i＝1，2.....8，y为正负极过电势和液相电势之和。

3.根据权利要求1所述的一种全温度下基于极简电化学模型的锂电池SOC估计方法，其特征在于，所述的步骤2中使用遗传算法对步骤1中建立的极简电化学模型进行参数辨识的具体过程如下：

基于电池充放电数据，设SOC_sim和SOC_exp分别表示极简电化学模型SOC仿真值和SOC实验值，遗传算法个体的评价指标为SOC的误差函数error(i)，表达式为：

errror(i)＝abs(SOC_sim-SOC_exp)。