[发明专利]一种面向空间应用的锂离子电池荷电状态的在线估计方法

权利要求书

1.一种面向空间应用的锂离子电池荷电状态的在线估计方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一、建立电池等效电路模型；

步骤二、进行模型参数辨识，并考虑模型参数与SOC间的变化关系，建立模型参数插值表；

步骤三、基于步骤二辨识的模型参数，给电路模型施加电流激励信号，判断电压响应误差是否在允许的范围内，如果判断结果为是，则进行步骤四，否则返回步骤二；

步骤四、建立荷电状态估计系统的状态空间方程；

步骤五、采用步骤四建立的状态空间方程，基于UPF算法进行当前时刻荷电状态SOC的在线估计；

步骤六：根据当前时刻的荷电状态SOC估计值，结合步骤二中建立的模型参数插值表更新模型参数，并将更新的模型参数用于下一时刻荷电状态的估计中。

2.根据权利要求1所述的一种面向空间应用的锂离子电池荷电状态的在线估计方法，其特征在于，步骤一所述的电池等效电路模型为一阶RC电路模型，包含的模型参数有欧姆内阻R₀，极化电阻R_p、极化电容C_p和电源电动势E_m；极化电容与极化电阻并联，形成并联RC支路，该支路的一端接负载，该支路的另一端串联欧姆内阻后连接电源的高电势端，电源的低电势端连接负载。

3.根据权利要求1所述的一种面向空间应用的锂离子电池荷电状态的在线估计方法，其特征在于，步骤四所建立的状态空间方程中考虑了电池在充放电过程中库伦效率参数的变化，并将库伦效率作为状态量的一个维度进行实时的滤波更新，状态空间方程的表达式为：

x_k＝A_k-1x_k-1+B_k-1U_k-1+w_k-1

y_k＝C_kx_k-D_kU_k+f(SOC_k)+v_k

其中，x_k为k时刻的系统状态量，U_k-1为k-1时刻的系统控制量，w_k-1为k-1时刻的系统过程噪声，A_k-1和B_k-1分别为k-1时刻的系统状态量和系统控制量对应的状态转移变换矩阵；y_k为k时刻的系统观测量，E_m＝f(SOC_k)，E_m值根据模型参数插值表查得，SOC_k为k时刻的SOC，v_k为k时刻的量测噪声，C_k为k时刻的系统状态量对应的状态量和观测量间的变换矩阵，D_k为k时刻的系统控制量对应的状态量和观测量间的变换矩阵。

4.根据权利要求3所述的一种面向空间应用的锂离子电池荷电状态的在线估计方法其特征在于，

y_k＝[U_t,k]，C_k＝[0 -1 0]，D_k＝[R₀]，v_k＝[v_k]

其中，U_p,k为k时刻并联RC支路的端电压，T_s为采样时间间隔，τ＝R_p*C_p为时间常数，C_N为电池最大容量，η_k为电池k时刻的库伦效率，U_t,k为k时刻的负载端电压，I_L,k为k时刻的负载电流，w_k-1,1、w_k-1,2和w_k-1,3分别表示状态量η、U_p和SOC对应的过程噪声。