[发明专利]蓄电池剩余电量监测方法及监测装置

权利要求书

1.一种蓄电池剩余电量监测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

a、根据蓄电池的等效电路建立以与蓄电池的剩余电量相对应的蓄电池开路电压为状态变量的蓄电池状态空间模型；

b、利用电流测量仪器测量若干蓄电池的输出电流，同时利用电压测量仪器测量与输出电流相对应的蓄电池的输出电压；

c、将步骤b测量的输出电流和输出电压作为离线样本数据，对蓄电池的状态空间模型进行离线辨识，获得模型参数离线辨识结果；

d、利用电流测量仪器和电压测量仪器实时测量蓄电池的输出电流和输出电压，以步骤c获得的模型参数离线辨识结果为初始值，采用最小二乘递推算法对蓄电池的状态空间模型进行在线辨识，获得模型参数在线辨识结果；

e、根据步骤d的模型参数在线辨识结果及步骤a的蓄电池状态空间模型构建状态观测器，对蓄电池开路电压进行观测；

f、根据蓄电池开路电压与蓄电池剩余电量的对应关系获得蓄电池剩余电量。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，在所述步骤a中，等效电路为电容和电阻串联而成的RC等效电路，利用该RC等效电路建立的蓄电池状态空间模型为：                                                ，式中，状态矢量，输入变量，输出变量，系统矩阵为

，，，；

在所述步骤d中，对蓄电池状态空间模型进行在线辨识而采用的最小二乘递推算法为：

，

，

其中，为待辨识的模型参数的集合，表示参数辨识值，，，、为递推过程中的中间值；

为离散过程的当前时刻，为蓄电池的输出电流，为蓄电池的输出电压，为等效电路中等效电阻的阻值，为等效电路中等效电容的容值，为蓄电池开路电压。

3.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，在所述步骤e中构建如下闭环状态观测器对蓄电池开路电压进行观测：

，

其中，为所述状态矢量的观测值，为反馈增益矩阵，通过配置状态观测器的闭环极点位置确定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的监测方法，其特征在于，在所述步骤c中，采用最小二乘一次完成算法对所述蓄电池的状态空间模型进行离线辨识，获得模型参数离线辨识结果。

5.一种蓄电池剩余电量监测装置，其特征在于，所述装置包括：

蓄电池状态空间模型建立单元，用于根据蓄电池的等效电路建立以与蓄电池的剩余电量相对应的蓄电池开路电压为状态变量的蓄电池状态空间模型；

电流测量仪器，用于测量蓄电池的输出电流；

电压测量仪器，用于测量蓄电池的输出电压；

离线辨识单元，用于对蓄电池状态空间模型进行离线辨识，并获得模型参数离线辨识结果；

在线辨识单元，以离线辨识单元获得的模型参数离线辨识结果为初始值，利用电流测量仪器和电压测量仪器实时测量的蓄电池的输出电流和输出电压，采用最小二乘递推算法对蓄电池状态空间模型进行在线辨识，并获得模型参数在线辨识结果；

状态观测器单元，用于根据在线辨识单元获得的模型参数在线辨识结果及蓄电池状态空间模型构建状态观测器，对蓄电池开路电压进行观测；以及

蓄电池剩余电量输出单元，用于根据蓄电池开路电压与蓄电池剩余电量的对应关系输出蓄电池剩余电量。

6.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述蓄电池的等效电路为电容和电阻串联而成的RC等效电路，所述蓄电池状态空间模型建立单元利用该RC等效电路建立的蓄电池状态空间模型为：，式中，状态矢量，输入变量，输出变量，系统矩阵为

，，，；

所述在线辨识单元对蓄电池状态空间模型进行在线辨识而采用的最小二乘递推算法为：

，

，

其中，为待辨识的模型参数的集合，表示参数辨识值，，，、为递推过程中的中间值；

为离散过程的当前时刻，为蓄电池的输出电流，为蓄电池的输出电压，为等效电路中等效电阻的阻值，为等效电路中等效电容的容值，为蓄电池开路电压。