一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法技术

本发明专利技术公开了一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法，涉及锂电池状态估计方法领域。磷酸铁锂电池特殊的开路电压特性以及电压、电流测量误差导致估计其荷电状态十分困难。本发明专利技术采用改进自适应拓展卡尔曼和自适应无迹卡尔曼算法分别估计磷酸铁锂电池等效电路模型参数和SOC；然后划定电压平台区范围，在电压平台区，设置尺度因子，若误差值大于尺度因子，将安时积分法的SOC估计值代入自适应算法以修正状态估计值，克服自适应算法本身的缺陷，有效性提升磷酸铁锂电池的状态估计精度。本发明专利技术估计算法简单，可以在线对磷酸铁锂电池的荷电状态进行较为准确地估计。的荷电状态进行较为准确地估计。的荷电状态进行较为准确地估计。

【技术实现步骤摘要】
一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法


[0001]本专利技术涉及锂电池状态估计方法领域，尤其涉及一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法。

技术介绍

[0002]目前，随着锂电池储能系统在移动储能系统的大量运用，对电池管理系统的性能也提出了更高的要求。电池管理系统的可靠性、实用性直接与储能系统的安全性相关。电池管理系统通过采集锂电池的电压、电流和温度等参数来估计锂电池荷电状态、健康状态及功率状态等。在众多锂电池当中，磷酸铁锂电池由于安全性高、价格便宜、能量密度高而得到了广泛应用。然而，磷酸铁锂电池开路电压十分平坦，电压平台区范围宽，20％
‑
80％的SOC变化区域都是电压平台区；且开路电压具有明显的滞回特性。这就导致准确估计磷酸铁锂电池荷电状态具有挑战性。
[0003]目前，锂电池状态估计算法得到了大量的研究与应用，主要有安时积分法、开路电压法、模糊逻辑控制器、神经网络法、卡尔曼滤波器等。安时积分法是一种开环方法，通过计算初始状态与电流积分和额定容量比值的差值得出，实现简单。但安时积分法受到初始状态误差和电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法，其特征在于包括以下步骤：1)采用二阶RC等效电路模型对锂电池进行建模；2)采用磷酸铁锂电池SOC状态空间方程建模，初步观测修正磷酸铁锂电池电路参数；3)采用安时积分法修正的双卡尔曼滤波算法EKF
‑
AUKF分别估计磷酸铁锂电池等效电路模型参数和SOC；4)划定电压平台区范围，在电压平台区，设置尺度因子；5)当双卡尔曼滤波算法得到结果与安时积分法得到结果的差超过尺度因子，将安时积分法的SOC估计值代入自适应算法以修正状态估计。2.根据权利要求1所述的一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法，其特征在于：步骤1)中，所述的二阶RC等效电路模型包括电池开路电压U
oc
、等效电阻R0、极化电阻R1、极化电容C1、极化电阻R2和极化电容C2，极化电阻R1和极化电容C1并联，端电压为U1，极化电阻R2和极化电容C2并联，端电压为U2，等效电阻R0、端电压为U1和U2的RC等效电路按串接电路形式接于电池开路电压U
oc
的正极，串接RC等效电路后的正极输出端与电池开路电压U
oc
的负极输出端之间的电池端电压为U
t
，二阶RC等效电路输入输出关系如下：U
t
＝U
oc
‑
U1‑
U2‑
IR0。3.根据权利要求1所述的一种安时积分法修正的磷酸铁锂电池状态估计方法，其特征在于：步骤2)中，状态空间方程可写为如下形式：其中，为k时刻的参数估计值，r
k
为白噪声，符合高斯分布：参数辨识算法的输出方程是包含参数的测量方程，写为如下形式：d
k
＝g(x
k
,u
k
,θ
k
)+λ
k
其中，λ
k
用来表征测量噪声，符合高斯分布：状态方程和输出方程用来估计锂电池等效电路参数；为求解需要对式(11)关于θ求偏微分方程，求解过程如下：需要对式(11)关于θ求偏微分方程，求解过程如下：需要对式(11)关于θ求偏微分方程，求解过程如下：其中，是状态估计算法k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋磊，陆春光，李熊，肖涛，刘琳，来涵彬，吴继亮，吴文芳，刘炜，黄荣国，李亦龙，王朝亮，
申请(专利权)人：国网浙江杭州市萧山区供电有限公司国网浙江省电力有限公司庆元县供电公司，
类型：发明
国别省市：