[发明专利]基于分数阶联合卡尔曼滤波的二次电池简化阻抗谱模型参数在线估计方法

说明书

技术领域

本发明属于二次电池测试及二次电池储能系统监控技术领域，特别是电动汽车储能系统监控技术领域。

背景技术

公开号为CN102680795的《一种二次电池内阻的在线估计方法》公开了一种二次电池内阻的实时在线测量方法，它以电池内阻作为二次电池估计的指标，但该方法仅能在一个指标上估计二次电池的性能和状态，由于电池模型本身的局限性，估计精度、准确度受限、参数稳定性、工况适应性有限，且电池模型参数的物理意义不够明确。

传统的电池电化学阻抗谱测试方法需要在实验室环境下进行，需要昂贵的实验仪器和较长的测试时间。该方法很难应用于电池阻抗谱在线测试、电池健康状态在线估计(SOH估计)、电池峰值功率状态在线预测(SOP预测)等方法中。

发明内容

本发明是为了提高二次电池的电池模型参数在线估计方法的准确度、参数稳定性、工况适应性，并且为了实现电池电化学阻抗谱的在线测试。从而提供一种基于分数阶联合卡尔曼滤波的二次电池简化阻抗谱模型参数在线估计方法。

基于分数阶联合卡尔曼滤波的二次电池简化阻抗谱模型参数在线估计方法，它由以下步骤实现：

基于分数阶联合卡尔曼滤波的二次电池简化阻抗谱模型参数在线估计方法，它由以下步骤实现：

步骤一、在对二次电池建模时，电池电化学阻抗谱模型中的中频率(0.5Hz～1kHz)的阻抗特性可以由常用的纯阻性元件R和常相位元件Q并联电路简化为纯阻性元件R来描述，得到简化后的电池电化学阻抗谱等效电路模型；

该简化后的电化学阻抗谱等效电路模型包括开路电压OCV_e、欧姆内阻R_o和韦伯阻抗Z_W；

步骤二、根据步骤一获得的简化后的电化学阻抗谱等效电路模型建立分数阶卡尔曼滤波器所需的状态方程与观测方程，具体为：

取流经二次电池的总电流I_L在放电时为正值，数据采样周期为1s；

Δr=drdtr,r>0]]>

其中△^r为微分算子，r为微分阶数，当r为小数时，△^r表示分数阶微分算子，当r为整数时，△^r为整数微分算子；

取分数阶元件Z_W是两端电压为U_W的状态量，有：

Δ0.5UW=1WIL=XWIL]]>

对于电池模型参数，扩散参数X_W、开路电压OCV_e和欧姆内阻R_o随着电池荷电状态(SOC)的变化是缓慢的，因此：