[发明专利]电池组健康状态和荷电状态在线估算装置及估算方法

摘要

一种电池组健康状态和荷电状态在线估算装置及估算方法，其监测单元实时测量电池组的运行状态；存储单元存储监测单元测量得到的数据；迭代计算单元计算电池模型的迭代参数；电压预测单元计算输出电压预测值；误差计算单元计算电压预测值和实测值之间的误差；参数预测单元计算电池组的等效内阻和等效电容值；平均温度计算单元计算一小时内的环境温度平均值；温度校正单元将电池组参数值折算至常温25℃下的校正值；健康状态估算单元预测电池的健康状态；解耦单元实现对电池健康状态和荷电状态的解耦；荷电状态估算单元预测电池的荷电状态。该装置可以在实时工作状态下对电池的健康状态和荷电状态进行估算。

主权项

一种电池组健康状态和荷电状态在线估算装置，其特征在于所述的在线估算装置包括以下部分： 监测单元（102），所述的监测单元（102）用于采集电池组的实时工作电压、电流以及各温度采集点的温度值；所述监测单元（102）的输入端与电池组（101）的总正端、总负端以及各温度采集点相连，监测单元（102）的输入信号为电池组的总电压、主回路电流和电池组中各温度采集点的温度信号，输出信号为电池组的实时工作电压、电流以及各温度采集点的温度值； 存储单元（103），所述的存储单元（103）的输入端与监测单元（102）的输出端相连，用于保存监测单元（102）输出的电池组的电压、电流和温度值，并输出所存储的电池组的电压、电流和温度数据； 迭代计算单元（104），所述迭代计算单元（104）的输入端与存储单元（103）的输出端，以及误差计算单元（106）的输出端相连，用于计算并输出电池模型的迭代参数；所述的迭代计算单元（106）的输入信号为电池组的电压锁存信号、电流锁存信号、误差信号，输出信号为电池模型的迭代更新参数； 电压预测单元（105），所述电压预测单元（105）的输入端与迭代计算单元（104）的输出端，以及存储单元（103）的输出端相连；所述电压预测单元（105）用于计算并输出电池在当前时刻的电压预测值，其输入信号为电池模型迭代更新参数、电池组的电压锁存信号和电流锁存信号，输出信号为电池组电压预测值； 误差计算单元（106），所述的误差计算单元（106）的输入端与监测单元（102）的输出端，以及电压预测单元（105）的输出端相连，用于计算电压预测值与测量值之差；所述误差计算单元（106）的输入信号为电池组的电压预测值和电压测量值，输出信号为电池组电压预测误差； 参数预测单元（107），所述参数预测单元（107）的输入端与迭代计算单元（104）的输出端相连，用于计算并输出电池组的等效内阻和等效电容值；所述的参数预测单元（107）的输入信号为电池模型迭代更新参数，输出信号为电池组的等效内阻和等效电容值； 平均温度计算单元（108），所述平均温度计算单元（108）的输入端与存储单元（103）的输出端相连，用于计算存储单元（103）中存储的电池组的温度数据平均值；所述的平均温度计算单元（108）的输入信号为一小时内的电池组的温度信号，输出信号为电池组的平 均温度值； 温度校正单元（109），所述的温度校正单元（109）的输入端与参数预测单元（107）的输出端，以及平均温度计算单元（108）的输出端相连，用于将电池组的等效内阻和电容值折算至25℃下的校正值；所述的温度校正单元（109）输入信号为电池组的等效内阻值、等效电容值，以及平均温度值，输出信号为电池组等效内阻和电容的校正值； 电池健康状态估算单元（110），所述电池健康状态估算单元（110）的输入端与温度校正单元（109）的输出端相连，用于计算并输出当前时刻电池组健康状态的预测值；输入信号为电池组的等效电容校正值，输出信号为电池组健康状态的预测值； 解耦单元（111），所述解耦单元（111）的输入端与健康状态估算单元（110）的输出端相连，用于实现电池组健康状态和荷电状态的解耦，所述的解耦单元（111）的输入信号为电池组健康状态预测值，输出信号为电池组健康状态与荷电状态之间的耦合因子； 电池荷电状态估算单元（112），所述电池荷电状态估算单元（112）的输入端与解耦单元（111）的输出端，以及温度校正单元（109）的输出端相连，用于计算并输出电池组荷电状态的预测值；所述的电池荷电状态估算单元（112）的输入信号为电池组健康状态与荷电状态之间的耦合因子、电池组的等效内阻校正值，输出信号为电池组荷电状态的预测值。