基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法技术

技术编号:24350628 阅读:31 留言:0更新日期:2020-06-03 01:32
本公开涉及一种基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法,首先建立锂离子等效电路模型,识别参数后进行模型验证,对验证后的模型通过标准无迹卡尔曼滤波算法,引入基于H∞控制理论的调整因子设计H∞滤波器用于修正无迹卡尔曼滤波算法中计算协方差时遇到的病态矩阵。本发明专利技术通过不断更新修正协方差矩阵保证了矩阵的半正定性,提高了滤波器的适应能力,实现退役电池荷电状态准确估算。

Calculation method of state of charge of retired Li-ion battery based on H \u221e unscented Kalman filter algorithm

【技术实现步骤摘要】
基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法
本公开涉及电池
,尤其是涉及基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法。
技术介绍
锂离子电池由于其较高的比能量、较长的循环寿命和相对较低的制造成本被广泛应用于各种电动汽车。当车用动力电池的容量衰减到初始容量的70%左右时,就不满足电动汽车续航里程和安全性能的要求而退役。退役后的电池应用到对电池性能要求不高的储能系统、UPS等领域仍然有可观的价值。由于退役电池在功率密度、能量密度和容量等存在着一定程度的老化现象,因此必须建立准确的电池管理系统来判断电池工作状态。电池荷电状态(stateofcharge,SOC)表征了电池剩余能量的变化,是能量管理和预测电池运行状态的重要依据。因此,准确估计电池的荷电状态对退役电池的梯次利用和提高电池管理技术的具有重要意义。现有技术中专利申请号为CN201310500406.1的专利技术专利《一种汽车动力锂电池SOC估算方法》中就公开了一种汽车动力锂电池SOC估算方法,步骤为:a、开始;b、搁置时间小于设定时间T0,进入步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法,首先建立锂离子等效电路模型,识别参数后进行模型验证,对验证后的模型通过标准无迹卡尔曼滤波算法,其特征在于:引入基于H∞控制理论的调整因子设计H∞滤波器用于修正无迹卡尔曼滤波算法中计算协方差时遇到的病态矩阵。/n

【技术特征摘要】
1.基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法,首先建立锂离子等效电路模型,识别参数后进行模型验证,对验证后的模型通过标准无迹卡尔曼滤波算法,其特征在于:引入基于H∞控制理论的调整因子设计H∞滤波器用于修正无迹卡尔曼滤波算法中计算协方差时遇到的病态矩阵。


2.如权利要求1所述的基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法,其特征在于:所述滤波器为:



式中:x0和P0|0分别是初始状态向量及其协方差矩阵;γ是限制不确定性的正标量参数。


3.如权利要求2所述的基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法,其特征在于:当且仅当所有时刻K的估计误差协方差矩阵Pk|k满足时,
所述的H∞滤波器才能够存在,此时H∞无迹卡尔曼滤波如下:












式中:I为单位矩阵;Hk不再是雅可比矩阵,Hk=(Pzz,k|k-1)T(Pk|k-1)-1。
由于Pk|k是一个正定矩阵,同时结合



可得参数γ应该满足:
式中:max{·}为求最大值函数;eig{·}为求矩阵特征值函数。


4.如权利要求1-3其中任一所述的基于H∞无迹卡尔曼滤波算法的退役锂离子电池荷电状态计算方法,其特征在于:所述锂离子等效电路模型建立方法为:建立一阶RC等效电路:



其中荷电状态的定义表示为:



其中,SOCt代表t时刻的荷电状态;η为库伦效率;QN是电池的额定容量;
荷电状态的状态方程可以描述为离散时间形式:



根据退役电池的RC等效电路模型,选取电池荷电状态SOC和极化电压Us作为系统状态变量,最终获得电池的状态空间方程为:



其观测方程为:Uout(k)=Uocv(SOC(k))-Us(k)-R0It(k)
式中,T为采样时间;k为离散时间...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢宝江应鸿陈桑红秦建庄军陈鑫娄伟明罗扬帆梅丘梅王泽荣朱轶伦高强徐汶林卫敏谢钟霆朱超李哲陈李丰冯龙刘瑞
申请(专利权)人:国网浙江省电力有限公司台州供电公司国家电网有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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