一种融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法技术

本发明专利技术提供了一种融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法，包括以下步骤：首先，构建考虑环境温度因素的锂离子电池等效电路模型；再通过模型参数的识别；然后使用动态工况试验数据对步骤S1建立的模型进行仿真层面验证；最后，基于扩展卡尔曼滤波构建考虑环境温度的状态观测器对步骤S1建立的模型进行应用层面验证。本发明专利技术中提出的建模方法在终端电压估算和SOC准确估计中均能控制在较小的误差范围，验证了所提出模型的有效性和精确性，提高了电动车辆在宽温度范围的应用，解决了由不同环境温度引起的模型不准确而导致的状态估算误差较大等问题，对应用于电动车辆电池管理系统的状态估算和能量管理具有重大意义。

A SOC estimation method for vehicle power battery based on ambient temperature

【技术实现步骤摘要】
一种融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法。
技术介绍
锂离子动力电池是新能源汽车(Newenergyvehicle,NEV)的主要能量供给者，其具有轻量化、低放电率和高能量密度等诸多优点，在NEV中获得了广泛应用。需要说明的是，锂电池的精确建模和参数估计对电池荷电状态的估算至关重要,这成为开发高效的电池能量管理系统(BatteryManagementSystem,BMS)最具挑战的任务和难点之一。另外，状态估计是BMS的关键部分，SOC的准确估计至关重要。为此，国内外诸多研究人员对锂离子电池的数学模型开展了大量研究。其主要包括电化学模型和等效电路模型。由于等效电路模型在计算电池外特性方面有参数少，建模方便和计算简单的特点，因此等效电路模型应用广泛。另外，由于环境温度的影响，电池SOC难以准确估计。需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。...

【技术保护点】
1.一种融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：构建考虑环境温度的锂离子电池等效电路模型；/nS2：通过遗忘因子最小二乘法对所述步骤S1中锂离子电池等效电路模型的参数识别，分别得到不同环境下的模型参数；/nS3：结合动态工况试验数据对提出的由参数识别结果所建立的锂离子电池等效电路模型进行仿真层面验证；/nS4：利用测量所得的动态工况实验数据与模型仿真所得到的终端电压仿真数据对比，对所述步骤S1建立的模型进行应用层面验证，基于扩展卡尔曼滤波方法得到车用动力电池SOC估算。/n

【技术特征摘要】
1.一种融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：构建考虑环境温度的锂离子电池等效电路模型；
S2：通过遗忘因子最小二乘法对所述步骤S1中锂离子电池等效电路模型的参数识别，分别得到不同环境下的模型参数；
S3：结合动态工况试验数据对提出的由参数识别结果所建立的锂离子电池等效电路模型进行仿真层面验证；
S4：利用测量所得的动态工况实验数据与模型仿真所得到的终端电压仿真数据对比，对所述步骤S1建立的模型进行应用层面验证，基于扩展卡尔曼滤波方法得到车用动力电池SOC估算。


2.根据权利要求1所述的融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法，其特征在于，所述步骤S1中锂离子电池等效电路模型的数学关系式为：



其中，Ut为电池端电压；UOC表示开路电压；R为欧姆内阻；R1(Tamb)和C1(Tamb)分别为电化学极化电阻和电化学极化分数阶电容并且是坏境温度Tamb的函数；R2(Tamb)和C2(Tamb)分别为浓度极化电阻和浓度极化分数阶电容且是坏境温度Tamb的函数；I表示负载电流；U1和U2分别表示电化学极化电压和浓度极化电压。


3.根据权利要求1所述的融合环境温度的车用动力电池SOC估算方法，其特征在于，所述步骤S4中应用层面验证具体为：
对式(1)离散化可得：



其中，Δt为采样时间，I(k)为输入电流；
SOC关系式离散化可得：


...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞辉，郭龙，武龙星，牟联晶，晋佳敏，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61