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专利号: 2018112929892
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磷酸铁锂动力电池SOC估计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取SOC初值:判段电池静置时间T是否小于T0=60min,若是,则读取保存的SOC值作为SOC初值;若否,则通过OCV法查OCV-SOC表获得SOC初值;

S2、确定电池的工作阶段,具体包括:

S21、对电池的工作阶段进行定义:根据离线获得电池的OCV-SOC关系,用高阶多项式拟合,得到OCV=f(SOC)的函数,对OCV=f(SOC)函数求导得到导数函数OCV’=h(SOC),令OCV’等于规定值m,获得对应的SOC点A、B,其中A点位于靠近SOC值为0的一端;将SOC为0到A的阶段定义为一阶段,SOC为A到B的阶段定义为二阶段,SOC为B到100%的阶段定义为三阶段;

S22、根据电池的静置时间T以及电池SOC初值,对电池的工作过程进行划分,具体为:当

0≤SOC

S221、确定电池工作阶段为一阶段,并将一阶段电池的工作过程定义为:一阶段内部的充电或放电,一阶段到二阶段的充电,一阶段经二阶段到三阶段的充电;

若T≥T0,进入步骤S3,否则进入步骤S4;

S222、确定电池工作阶段为二阶段,并将二阶段电池的工作过程定义为:二阶段内部的充电或放电,二阶段到一阶段的放电,二阶段到三阶段的充电;

进入步骤S5;

S223、确定电池工作阶段为三阶段,并将三阶段电池的工作过程定义为:三阶段内部的充电或放电,三阶段到二阶段的放电,三阶段经二阶段到一阶段的放电;

若T≥T0,进入步骤S6,否则进入步骤S7;

S3、对SOC进行估计,包括:

1)一阶段内部的充电或放电,先采用OCV法确定SOC初值,再用Ah法实时估算SOC;

2)一阶段到二阶段的充电,在一阶段内先采用OCV法确定SOC初值,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah法估算SOC;

3)一阶段经二阶段到三阶段的充电,在一阶段内先采用OCV法确定SOC初值,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah法估算SOC,在三阶段内采用UKF方法估算,对SOC进行修正;

将获取的SOC值进行保存;

S4、对SOC进行估计,包括:

1)一阶段内部的充电或放电,采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC;

2)一阶段到二阶段的充电,在一阶段内先采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah法估算SOC;

3)一阶段经二阶段到三阶段的充电,在一阶段内先UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah法估算SOC,在三阶段内采用UKF方法估算,对SOC进行修正;

将获取的SOC值进行保存;

S5、对SOC进行估计,包括:

1)二阶段内部的充电或放电,采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC;

2)二阶段到一阶段的放电,二阶段内先采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC,在一阶段内采用UKF方法估算,对SOC进行修正;

3)二阶段到三阶段的充电,二阶段内先采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC,在三阶段内采用UKF方法估算,对SOC进行修正;

将获取的SOC值进行保存;

S6、对SOC进行估计,包括:

1)三阶段内部的充电或放电,先采用OCV法确定SOC初值,再用Ah法实时估算SOC;

2)三阶段到二阶段的放电,在三阶段内先采用OCV法确定SOC初值,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah估算SOC;

3)三阶段经二阶段到一阶段的放电,在三阶段内先采用OCV法确定SOC初值,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah估算SOC,在一阶段内采用UKF方法估算,对SOC进行修正;

将获取的SOC值进行保存;

S7、对SOC进行估计,包括:

1)三阶段内部的充电或放电,采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC;

2)三阶段到二阶段的放电,在三阶段内先采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah法估算SOC;

3)三阶段经二阶段到一阶段的放电,在三阶段内先采用UKF法运算20min后,再用Ah法实时估算SOC,在二阶段内依然采用Ah法估算SOC,在一阶段内采用UKF方法估算SOC;

将获取的SOC值进行保存。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池SOC估计方法,其特征在于,所述步骤S21中,若OCV’=m与OCV’-SOC曲线的交点超过2个,则A点为交点中SOC最小的点,B点为交点中SOC最大的点。

3.根据权利要求1或2所述的一种磷酸铁锂动力电池SOC估计方法,其特征在于,所述Ah积分法公式为: 式中,SOC0为SOC估算的初值,η为库伦效率,CN为电池额定容量,I为电池电流。

4.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂动力电池SOC估计方法,其特征在于,所述UKF法为:对于不同时刻k,由具有高斯白噪声W(k)的随机变量X和具有高斯白噪声V(k)的观测变量Z构成的电池非线性系统可由式 描述,式中f是非线性状态方程函数,h是非线性观测方程函数,状态变量X是n维随机变量,X的均值为 方差为P,W(k)具有协方差矩阵Q,V(k)具有协方差矩阵R。