[发明专利]一种基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法

权利要求书

1.一种基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)离线模型构建，所述离线模型包括开路电压模型和等效电路模型；

2)在线估计，利用所述离线模型建立SOC在线估计模型，基于噪声跟踪实现SOC估计，所述在线估计具体包括以下步骤：

201)基于电流积分公式和所述离线模型建立非线性状态空间方程；

202)结合滚动时域估计策略，建立增广非线性状态空间方程和基于噪声跟踪的SOC在线估计模型；

203)根据检测电压和电流，利用所述SOC在线估计模型实现过程噪声估计、测量噪声估计和SOC估计；

步骤203)具体包括：

231)初始化；

232)在T时刻对所述SOC在线估计模型进行求解，获得当前状态估计值、过程噪声估计和测量噪声估计值；

233)根据状态方程计算获得T时刻的SOC和噪声；

234)更新估计误差协方差；

235)令T＝T+1，构造新的测量数据集y_T，返回步骤232)。

2.根据权利要求1所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述开路电压模型为开路电压与SOC的函数关系，具体表示为：

其中，V_OC为开路电压，SOC为电池荷电状态，j为多项式函数中第j阶，β_1j为多项式系数，M为多项式总阶数，下标k为采样时刻。

3.根据权利要求1所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述等效电路模型为电路参数与SOC的函数关系，所述电路参数包括开路电压、欧姆内阻以及一阶或多阶RC网络的电阻和电容。

4.根据权利要求3所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述等效电路模型为一阶或多阶RC网络的等效电路模型，其中，欧姆内阻、RC网络的电阻和电容与SOC的函数关系为：

其中，n为RC网络阶数，R₀为欧姆内阻，R_n为第n阶RC网络上的极化电阻，C_n为第n阶RC网络上的等效电容，SOC为电池荷电状态，j为多项式函数中第j阶，β_2j、β_2n+1,j及β_2n+2,j为多项式系数，M为多项式总阶数，下标k为采样时刻。

5.根据权利要求1所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述非线性状态空间方程包括：

状态方程：x_k+1＝F(x_k,u_k)+w_k

观测方程：y_k＝h(x_k,u_k)+v_k

其中，状态矢量x＝[SOC,V₁,…,V_n]^T，输入变量u＝I，观测变量y＝V_b，V_b为电池电压；w和v分别为过程噪声和测量噪声，两者相互独立且均为高斯白噪声，其协方差分别为Q_w和R；I为负载电流，Δt为采样周期，V_OC为开路电压，C为电池容量，SOC为电池荷电状态，n为RC网络阶数，R₀为欧姆内阻，R_n为第n阶RC网络上的极化电阻，C_n为第n阶RC网络上的等效电容，V_n为第n阶RC网络上的电压，τ_n＝R_nC_n为第n阶RC网络的时间常数，下标k为采样时刻。