【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池能耗控制，具体涉及一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法。
技术介绍
1、电动汽车的动力电池组通常由多个单体电池串联或并联组成，以满足电动汽车的电压、功率和能量要求。但是单体电池会因制造和使用过程的差异而产生不一致性，从而影响电动汽车的续航里程和安全性。
2、荷电状态(state of charge，soc)作为表述实际可用电量、评价电动汽车性能的关键参数，是判断锂离子电池工作状态的主要依据。锂离子电池荷电状态无法直接通过仪器测量得到，且容易受到充放电倍率、环境温度、循环次数等内外因素影响，只能通过锂离子电池的主要外部参数如电流、电压来进行估算，缺乏一种合理有效的荷电状态估算方法；同时对新能源电池车辆能量的利用和传递路径，缺乏一种行之有效的控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法。
2、本专利技术采用如下的技术方案实现：一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，包括以下步骤：
3、s1：建立电池等效电路模型，并引入状态变量电池荷电状态；
4、s2：建立基于bp神经网络的电池荷电状态估算模型，采集与电池荷电状态相关的物理量作为电池电荷状态估算模型的输入，输出电池荷电状态的估算值；
5、s3：建立基于电池能量路径的优化的粒子群算法，基于适应度函数值的惯性权重调整策略，在不同的阶段对粒子群算法的惯性权重进行动态调节，寻
6、s4：通过模糊控制器对电流输出进行控制，得到最优的均衡电流。
7、优选地，步骤s1中，电池荷电状态的公式表达为：
8、
9、式中，soc0表示电池荷电状态的初始值，μ表示电池充放电效率，i表示电池工作电流，qn表示电池标称容量；
10、上述参数电池荷电状态的初始值、电池充放电效率、电池工作电流和电池标称容量均作为步骤s2中电池荷电状态估算模型的输入，电池荷电状态估算模型的隐层和输出层节点的输入和输出之间的函数关系为sigmoid运算函数。
11、优选地，步骤s3包括以下步骤：
12、s31：随机生成s个不同的粒子，设定初始粒子的优化范围；
13、s32：计算每个粒子的适应度值并记录，每个粒子取最小值作为个体最优适应度值pbest，并记录每个粒子的位置；
14、s33：在种群中找出适应度值最低的粒子，将此粒子的适应度值作为全局最优适应度值gbest，该粒子所在的位置为全局最优位置；并计算种群中粒子的平均适应度值favg；
15、s34:改进惯性权重参数调节公式，对惯性权重进行计算；
16、s35：将步骤s34中的惯性权重带入粒子速度和位置的更新公式，实现粒子的速度和位置的更新；
17、s36:对迭代过程中的粒子进行速度和位置判断，确保粒子在预设范围内进行迭代，若迭代精度达到预设条件，则停止迭代，否则，转向在步骤s32并继续迭代；
18、s37：经过迭代，得到电池能量路径的最优解。
19、优选地，步骤s34中，改进后的惯性权重参数调节公式为：
20、
21、式中，w表示惯性参数，wmin表示惯性参数的最小值，wmax表示惯性参数的最大值；favg表示种群的平均适应度值，socmax表示整个电池荷电状态的最大值，socavg为电池整体荷电状态的平均值；it表示粒子群算法的迭代次数，itmax表示最大迭代次数。
22、优选地，步骤s35中，粒子速度和位置的更新公式为：
23、
24、式中，r1,r2表示介于[0,1]间的随机数；w表示惯性参数，c1、c2表示学习因子；pi表示粒子当前的位置；pg表示粒子群中粒子的最优位置；vi表示第i个粒子的速度；xi表示第i个粒子的位置；t表示对应的时刻。
25、优选地，步骤s4中，用于均衡电流调节的模糊控制器的输入量为：电池整体荷电状态的平均值socavg和相邻两个电池荷电状态间的差值socd；模糊控制器的输出量为最优的均衡电流iequ。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
27、本专利技术利用bp神经网络估算电池荷电状态，并通过改进粒子群算法优化电池能量控制路径，利用模糊控制算法调节均衡电流大小，能够提高新能源电池车辆能量利用率，同时改善电池不一致性的问题。
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1.一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤S1中，电池荷电状态的公式表达为：
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤S3包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤S34中，改进后的惯性权重参数调节公式为：
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤S35中，粒子速度和位置的更新公式为：
6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤S4中，用于均衡电流调节的模糊控制器的输入量为：电池整体荷电状态的平均值SOCavg和相邻两个电池荷电状态间的差值SOCd；模糊控制器的输出量为最优的均衡电流Iequ。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤s1中，电池荷电状态的公式表达为：
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤s3包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池荷电状态估算与均衡控制方法，其特征在于:步骤s34中，改进...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔佳伟，曹建文，鲍文亮，贾运红，高旭彬，许连丙，姜铭，田克君，龙先江，王健，郭利强，金雪琪，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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