[发明专利]一种锂电池SOC在线估计方法

权利要求书

1.一种锂电池SOC在线估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)在估算程序开始前，测量电池在静止状态下的开路电压Voc(0)，根据OCV-SOC曲线，得到电池荷电状态的初始值SOC(0)；

2)根据电池的外特性建立电池的二阶RC等效模型，该模型包括一个电压源Voc、一个直流内阻R以及两个RC并联环路，所述RC并联环路包括Rs、Cs、Rp和Cp，根据电池工作初期的电压响应曲线，通过曲线拟合的方法，估算电池等效模型的参数初始值R(0)、Rs(0)、Cs(0)、Rp(0)和Cp(0)；

3)启动估算程序，根据步骤1)中电池荷电状态的初始值SOC(0)和步骤2)中电池等效模型的参数初始值R(0)、Rs(0)、Cs(0)、Rp(0)和Cp(0)，设定状态方程的匹配系数初值；

4)利用自适应无迹卡尔曼滤波算法得到当前电池荷电状态值SOC(k)，根据OCV-SOC曲线，得到当前的开路电压Voc(k)；

5)启动带遗忘因子的最小二乘法，对当前电池等效模型的参数R(k)、Rs(k)、Cs(k)、Rp(k)和Cp(k)进行辨识，将辨识出来的当前电池等效模型的参数更新状态方程的匹配系数，求出下一时刻电池荷电状态值；

6)重复步骤4)和步骤5)，反复推算，得到每个时刻的电池荷电状态值。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池SOC在线估计方法，其特征在于：所述步骤3)中设定状态方程的匹配系数初值的具体过程为：根据电池的二阶RC等效模型以及荷电状态的积分法得：

E(t)=iR+us+up+U(t)=F(SOC(t))i=usRs+Csdusdti=upRp+CpdupdtSOC(t)=SOC(t′)-1CN∫t′tηidt]]>

其中，E(t)为电池开路电压OCV值，U(t)为电池端电压值，u_s为极化电容Cs两端的电压，u_p为极化电容Cp两端的电压，SOC(t)为SOC估计值，SOC(t')为电池荷电状态上一时刻的初始值，C_N为电池最大可用容量，η为库伦效率，对上式进行离散化，得状态方程：

SOCkus,kup,k=1000as000apSOCk-1us,k-1up,k-1+ηTCNbsbpIk-1+ω1(k)ω3(k)ω5(k)]]>

U_k＝E_k-I_kR-U_s,k-U_p,k+υ(k)＝F(SOC_k)-I_kR-U_s,k-U_p,k+υ(k)

其中：

as=e-TRsCs]]>

bs=Rs-Rse-TRsCs]]> 1

ap=e-TRpCp]]>

bp=Rp-Rpe-TRpCp]]>

其中，a_s、b_s、a_p、b_p为状态方程的匹配系数，ω₁(k)、ω₃(k)、ω₅(k)为系统噪声。