[发明专利]一种电力动车锂离子电池控制系统

摘要

本发明公开了一种电力动车锂离子电池控制系统，通过精确估算并反馈电池剩余容量实现电池的安全控制，通过采集包括放电电流、输出电压和电池温度，并经过滤波器进行滤波处理消除声噪，并基于安时法和普克特经验公建立电池剩余容量和电池输出电流的数学关系；通过考虑温度因素和电池初始容量的非线性变化等因素，通过卡尔曼法进行修正补偿，从而降低电池剩余容量估算的误差。本发明采用开路电压法和卡尔曼滤波法进行预测比较，并进行增益矩阵的补偿得到更接近真实的电池初始容量，从而使本发明预测估算的误差更小；与此同时，本发明考虑到温度对电池剩余容量的影响，以修正后K，n参数对安时法数学模型进行修正，进一步降低本发明的估算误差。

主权项

一种电力动车锂离子电池控制系统，通过精确估算并反馈电池剩余容量实现电池的安全控制，其特征在于包括以下步骤：S1：对锂离子电池进行小电流恒流放电，并根据预设采样频率对锂离子电池放电过程进行数据采集，所述数据采集包括放电电流、输出电压和电池温度，并经过滤波器进行滤波处理消除声噪；S2：以步骤S1中采集的数据，并基于安时法和普克特经验公式建立电池剩余容量的数学模型，得到电池剩余容量和电池输出电流的数学关系；S3：进一步引入电池温度的因素修正，并建立电池温度分别与普克特经验公式中常数的经验数学关系，得到当前修正后的电池剩余容量的估算值；S4：按照预设周期反馈电池的开路电压，同时分别通过开路电压法和卡尔曼滤波器法估算电池剩余容量并进行比较，然后通过卡尔曼滤波器法对电池的初始状态容量SOC0进行修正，并将修正后的SOC0返回步骤S2中并重复步骤S3～S4，最终得到收敛修正后的电池剩余容量的估算值；步骤S4的具体过程如下：(1)对电池建立等效电路模型，并使锂离子电池小电流恒流放电，预先得到开路电压法和卡尔曼滤波法分别与电池SOC的曲线拟合数学关系；(2)然后进行初始化设置，设定t＝0时，开路电压法估算得到卡尔曼滤波法估算得到的(3)在t＝k时刻，以作为初值，通过卡尔曼滤波法和开路电压法分别估算得到t＝k+1时刻的的电池剩余容量为和并比较两者的误差，并对进行修正，得到修正后的t＝0时刻的电池容量初值SOC1′；(4)在t＝k+1时刻，以修正后电池容量初值SOC1′为基础，然后通过安时法对t＝k+1时刻的SOCk+1并作为输出值，从而对安时法估算的电池剩余容量相对于真实值的收敛；(降低数据采集的累计误差)(5)同时利用卡尔曼法和开路电压法分别估算t＝k+1时刻的电池剩余容量的估算值和并重复步骤(3)～(5)。