[发明专利]基于模型的蓄电池荷电状态估计方法

摘要

基于模型的蓄电池荷电状态估计方法涉及电池技术领域。本发明包括：数据采集、模型选取、参数辨识、仿真验证和状态估计。通过动态工况实验，采集电流、电压数据；选取等效电路模型（二阶RC模型）作为动力电池模型；采用含遗传因子的递推最小二乘算法作为实时参数辨识方法；以辨识结果搭建仿真电池模型，将采集电流值作为已知量输入模型，得到电池端电压的估计值，与实验数据比较，并完成误差分析，验证模型的合理性和辨识方法的准确性；将辨识参数与SOC建立对应关系，从而通过实时辨识参数来估计电池的荷电状态SOC。另外，在已知电池SOC的前提下，若在线辨识参数超过与其对应的合理参数值范围时，可认为电池出现较大衰退现象，存在安全隐患。

主权项

基于模型的蓄电池荷电状态估计方法，其特征在于：1)数据采集对电池模型参数辨识，需要采集电池的电流和电压信息作为模型的数据向量；考虑到电池在实车行驶中的动态变化，采用混合脉冲功率特性测试HPPC作为数据采集的动态实验；2)模型选取本方法选取的等效电路模型为二阶RC模型，该模型由一个电阻和两个RC模块组成；3)参数辨识本发明采用含遗传因子的最小二乘算法进行二阶RC模型参数辨识，就是将工作状态下的电池视为一个动态系统，电流I作为系统输入u，电压U作为系统输出y，对这样一个单输入单输出系统进行系统辨识，得到含有模型参数的差分方程系数，从而求得电池模型参数；4)仿真验证通过动态工况实验和模型参数辨识，可以得到时变工况下的模型参数；反之，在得到模型参数后，建立仿真模型，通过实时电流可以估计电池的端电压；将估计的端电压同动态工况采集的实际电压作对比，进行误差分析，既可验证参数辨识方法的合理性，也可评估模型的精确性，即为端电压比较法；5)状态估计动力电池的模型参数会随着荷电状态SOC的不同而变化，通过建立模型参数与SOC对应的数据库，即可将两者联系在一起；通过实时的模型参数辨识，再将辨识参数与数据库信息比对，判断电池所处荷电状态。