压V〇CT,tl;
[0064] 步骤一二一：当t = 1时，设定状态向量X的初始向量，确定过程噪声的协方差Pv 和测量噪声的协方差Qw的初始值；
[0065] 步骤一二二：根据状态向量Xt i、过程噪声的协方差Pv和测量噪声的协方差Q w，获 得状态向量X在t时刻先验估计惠_;
[0067] 式中，A为t_l时刻x的后验估计；
[0068] 步骤一二三：根据获得的先验估计元'确定过程噪声的协方差^在t时刻f向量 的先验误差协方差^为：
[0069] 步骤一二四：根据获得的先验估计G，获得卡尔曼增益
式中，Cf为ct的转置矩阵，C A观测方程增益矩阵，
[0070] 步骤一二五：根据先验估计.f和获得的卡尔曼增益，确定状态向量\在t时刻后 验估计圩：
[0072] 式中，yt为测量值，y t等于U t，~为t时刻的输入向量；
[0073] 步骤一二六：根据获得的后验估计f更新过程噪声的协方差匕在1时刻J向量的 后验误差协方差為..，_为：
[0075] 进而确定Pv的值；
[0076] 式中，下标足-i「'代表状态向量的实际值Xt与先验估计值I「之差；
[0077] 步骤一二七：判断t是否等于N时刻，若是，则获得t-Ι时刻的状态向量xt i，从而 获得电池在t-i时刻的电池的开路电压Vl3evit 1;若否，t = t+Ι，转入步骤一二二。
[0078] 本实施方式中，电池在t-Ι时刻的工作电压能够Ut i实时测得。当t = 1时，设定 状态向量X的初始向量，确定过程噪声的协方差Pv和测量噪声的协方差Q "的初始值，根据 初始时刻t-i和公式七至公式十，根据卡尔曼滤波的算法的迭加算法，获得t时刻的电池的 状态向量，在t时刻开始，根据初始值和公式七至公式十，获得t+Ι时刻的状态向量，直至获 得从初始值直至当前时刻的状态向量，从而获得当前时刻的电池的开路电压，将该电池的 开路电压带入到当前时刻的电池温度方程，从而获得电池在线温度。
[0079]
【具体实施方式】三：本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种电池在线温度估计 方法作进一步说明，本实施方式中，所述步骤二中，获得所述%H的过程为：
[0080] 首先，在初始电池的当前剩余容量下，针对不同的温度T测出对应的开路电压 Vi3ct，拟合算出该电池的当前剩余容量值下Vl3ev-T曲线的斜率，之后每次以10%电池的当前 剩余容量为步长对电池的当前剩余容量进行调整，然后重复获得不同电池的当前剩余容量 处Vi3ct-T曲线的斜率，最终获得全电池的当前剩余容量范围I曲线，将曲线结果进行分 段拟合后应用于电池的生热功率Pgit的公式中。
【具体实施方式】 [0081] 四：本实施方式是对一所述的一种电池在线温度估计 方法作进一步说明，本实施方式中，所述步骤二中，获得电池热容量Cp的过程为：
[0082] 在一个绝热的环境，在两个电池间放一个平板加热器对电池加热，在电池表面中 心处贴上T型热电偶，平板加热器提供恒定的热流给电池，利用T型热电偶测电池表面温 度，最后根据公式：
[0083] Q = mCp (Tt2-Ttl)公式^--，
[0084] 获得电池热容量Cp，
[0085] 式中，Q为电池总的吸收热量，Ttl为电池表面初始温度，T t2电池表面最终温度。
【主权项】
1. 一种电池在线温度估计方法，其特征在于，它包括以下步骤： 步骤一：利用待估计的电池的一阶等效电路模型在充放电使用过程中对电池状态参数 进行在线估计，获得电池在t-i时刻电池的开路电压1; 步骤二：利用待估计的电池在使用过程中电池温度变化与电池生热和电池散热条件的 关系，建立电池热平衡模型：式中，m为电池质量，Cp为电池热容量，T,为t时刻电池平均温度，Pgit为t时刻电池生 热功率，Pdt为t时刻电池散热功率；仁为t时刻电池工作电流，t时刻电池的开路电压，U,为t时刻电池工作电压， |表示电池的温度对开路电压的影响因子； 01 Pdit=hA(Tt-Tait)公式三， h为热传导系数，A为电池表面积，Ta，t为t时刻环境温度； 步骤三：枏据公式一、公式二和公式三，用t-Ι时刻估计t时刻，获得平衡方稈：式中，Uti为t-Ι时刻电池工作电压，Itt-Ι时刻电池工作电流，Vtt-Ι时刻 电池的开路电压，Ta，tt-i时刻环境温度； 步骤四：根据步骤一获得的电池的开路电压i，结合公式四，确定电池在t时刻在 线温度Tt，t=N，N为大于1的正整数。2. 根据权利要求1所述的一种电池在线温度估计方法，其特征在于，所述步骤一中，利 用电池一阶等效电路模型在充放电使用过程中对电池状态参数进行在线估计，获得电池在 t-i时刻的电池的开路电压V^ti的过程包括： 步骤一一、电池一阶等效电路模型为：式中，为电池极化电压；R。为电池欧姆内阻；RP为电池极化内阻；I为电池工作电 流；为电池的开路电压；U为电池端电压， 对电池一阶等效电路模型进行离散化，得到的方程组为：式中，状态向量R。RpτIP)T，IP为流过电池热容量Cp的电流，τ=RpCP;uti为t-1时刻的输入向量，utIt1;下标t-1和t分别代表t-1时刻和t时 亥|J，wti和V t i分别代表过程噪声和测量噪声，wti和Vti的协方差分别为PJpQw，Ati和Btl均为系数矩阵，Utl=CtXtl+Dtutl+ Vtl，Ct=(lItlIp+RpXERpXFRp)，Dt=R0，步骤一二、依据卞尔曼'源汲的算法对公式六进仃迗代，获得t-1时刻的状态向量xt 1 = (V0CV，tl;Ro;Rp; τ ;IP)，从而获得电池的开路电压Vocv，tl; 步骤一二一：当t= 1时，设定状态向量X的初始向量，确定过程噪声的协方差Pv和测 量噪声的协方差Qw的初始值； 步骤一二二：根据状态向量xti、过程噪声的协方差Pv和测量噪声的协方差Qw，获得状 态向量X在t时刻先验估计圩： <二Κι+hi公式七， 式中，&为t-l时刻X的后验估计； 步骤一二三：根据获得的先验估计C:，确定过程噪声的协方差^在t时刻f向量的先 验误差协方差心为：巧=+α.公式八， 步骤一二四：根据获得的先验误差协方差1?，获得卡尔曼增益 式中，贫为ct的转置矩阵， 步骤一二五：根据先验估计g和获得的卡尔曼增益，确定状态向量^在t时刻后验估 计毛+:式中，yt为测量值，yt等于Ut，~为t时刻的输入向量； 步骤一二六：根据获得的后验估计#更新过程噪声的协方差^在t时刻f向量的后验 误差协方差4为：进而确定Pv的值； 式中，下标足/= 乂-圩'代表状态向量的实际值Xt与先验估计值 <之差； 步骤一二七：判断t是否等于N时刻，若是，则获得t-Ι时刻的状态向量xti，从而获得 电池在t-Ι时刻的电池的开路电压V。^ 1;若否，t=t+Ι，转入步骤一二二。3.根据权利要求2所述的一种电池在线温度估计方法，其特征在于，所述步骤二中，获 得所述|的过程为： 首先，在初始电池的当前剩余容量下，针对不同的温度T测出对应的开路电压V。《，拟 合算出该电池的当前剩余容量值下V^-T曲线的斜率，之后每次以10%电池的当前剩余 容量为步长对电池的当前剩余容量进行调整，然后重复获得不同电池的当前剩余容量处 V^-T曲线的斜率，最终获得全电池的当前剩余容量范围|曲线，将曲线结果进行分段 拟合后应用于电池的生热功率Pgit的公式中。4.根据权利要求1所述的一种电池在线温度估计方法，其特征在于，所述步骤二中，获 得电池热容量Cp的过程为： 在一个绝热的环境，在两个电池间放一个平板加热器对电池加热，在电池表面中心处 贴上T型热电偶，平板加热器提供恒定的热流给电池，利用T型热电偶测电池表面温度，最 后根据公式： Q=mCp(Tt2-Ttl)公式 ^^一， 获得电池热容量Cp， 式中，Q为电池总的吸收热量，Ttl为电池表面初始温度，Tt2电池表面最终温度。
【专利摘要】一种电池在线温度估计方法，涉及电池系统温度实时监控领域。本发明是为了解决现有的电池系统受温度影响存在寿命低和安全性低的问题。本发明利用待估计的电池的一阶等效电路模型在充放电使用过程中对电池状态参数进行在线估计，获得电池在t-1时刻的电池的开路电压VOCV,t-1，利用待估计的电池在使用过程中电池温度变化与电池生热和电池散热条件的关系，建立电池热平衡模型，用t-1时刻估计t时刻，获得平衡方程，从而获得电池在t时刻在线温度Tt。它用于在线估计电池温度。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105260612
【申请号】CN201510702214
【发明人】朱春波, 孙金磊, 韩静, 魏国, 逯仁贵
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月26日