专利名称：动力电池荷电状态估计方法
技术领域：
本发明应用于电动汽车动力电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种优化的动力电池荷电状态估计方法。
背景技术：
电池荷电状态(State of Charge, S0C)用来表征电池的剩余电量，即剩余电量与额定容量的百分比，理论上其值在0% 100%的范围内。电池荷电状态(SOC)不能直接从电池本身获得，只能通过测量电池组的外特性参数(如电压、电流、内阻、温度等)间接估计得到。电动汽车动力电池在使用过程中，由于内部复杂的电化学反应现象，导致电池特性体现出高度的非线性，使准确估计电池荷电状态(SOC)具有很大难度。传统的电池荷电状态(SOC)估计方法，如放电实验法、内阻法、开路电压法等，虽然估计结果较为精确，但是不适合应用在电动汽车实际行驶的情况下；而常用的安时法，即电流计量法，虽然实施简单，但其受电流采集精度的影响，会产生累积误差，并且电池荷电状态(SOC)初始值选择不当，也会导致估计结果不准确。而近几年人们研究的估计算法，如卡尔曼滤波，虽然可以在线估计电池荷电状态(SOC)，也解决了初始值带来的误差影响，并且对电动汽车复杂的工况也有较好的适应性，但其估计结果有时会出现与实际不符的不合理的情况(例如SOC > 100%或SOC < 0%等)；而采用神经网络的方法，则需要大量的参考数据，并且计算量过大。针对上述方法中存在的问题，提出采用滚动时域估计方法解决当车辆在复杂工况运行时，因电池充电和放电电流大范围变化而产生的电池荷电状态(SOC)估计值可能会出现的超出约束范围的不合理情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种动力电池荷电状态估计方法。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的动力电池荷电状态估计方法的步骤如下I.由动力电池的等效电路模型得到表述电路中各元素关系的连续的状态空间模型；通过动力电池的静置实验得到开路电压和电池荷电状态的关系，将电池荷电状态作为状态变量引入动力电池的连续的状态空间模型中；结合噪声信息得到噪声环境下的动力电池模型；最后对连续的状态空间模型进行线性化和离散化得到线性离散的状态空间模型xk+1 = A · xk+B · Uk+ Γ · wk(14)yk = C · xk+D · uk+d+vk(15)其中Xk = [Sock Vd,k]T，Sock和Vd, k分别是电池荷电状态和极化电压在k时刻的值，Vd,k的单位是伏特；状态空间模型输入为Uk = Ik，Ik为动力电池工作电流，状态空间模型输出为yk = v0jk, Vtl,,为动力电池工作电压；A、B、C、D为离散化后的电池模型的参数矩阵
权利要求
1.一种动力电池荷电状态估计方法，其特征在于，所述的动力电池荷电状态估计方法的步骤如下I)由动力电池的等效电路1旲型得到表述电路中各兀素关系的连续的状态空间1旲型； 通过动力电池的静置实验得到开路电压和电池荷电状态的关系，将电池荷电状态作为状态变量引入动力电池的连续的状态空间模型中；结合噪声信息得到噪声环境下的动力电池模型；最后对连续的状态空间模型进行线性化和离散化得到线性离散的状态空间模型 xk+1 = A · xk+B · uk+Γ · wk(14)yk = C · xk+D · uk+d+vk(15)其中xk= [Sock Vd,k]T，Sock和Vd,,分别是电池荷电状态和极化电压在k时刻的值，Vd, k的单位是伏特；状态空间模型输入为uk = Ik, Ik为动力电池工作电流，状态空间模型输出为yk = V0jk, V0jk为动力电池工作电压；A、B、C、D为离散化后的电池模型的参数矩阵
全文摘要
本发明公开了一种动力电池荷电状态估计方法，其步骤为1.由动力电池的等效电路模型得到表述电路中各元素关系的连续的状态空间模型；通过动力电池的静置实验得到开路电压和电池荷电状态的关系，将电池荷电状态作为状态变量引入动力电池的连续的状态空间模型中；结合噪声信息得到噪声环境下的动力电池模型；最后再对连续的状态空间模型进行线性化和离散化得到线性离散的状态空间模型。2.对动力电池进行静置试验获得开路电压和电池荷电状态的关系曲线，近似得到动力电池模型中的参数k和参数d。3.采集数据系统采集到的电流和电压数据辨识得到动力电池模型的参数。4.在已确定的动力电池模型的基础上利用滚动时域估计方法估算动力电池荷电状态。
文档编号G01R31/36GK102608542SQ20121010222
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者刘希闻, 张禹轩, 张頔, 柏庆文, 梁亮, 陈虹, 马彦 申请人:吉林大学