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专利号: 2020115444778
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种锂电池SOC估算方法,其特征在于:采用平滑滤波算法对强跟踪平方根容积滤波算法进行改进,在计算锂电池状态的平滑估算值时引入平滑增益,采用固定区间平滑滤波模式,滤波和平滑过程同时迭代进行,实现实时SOC估算。

2.根据权利要求1所述的锂电池SOC估算方法,其特征在于,所述的在计算锂电池状态的平滑估算值时引入平滑增益,平滑估算值 计算式为:式中, 为k时刻下锂电池状态的平滑估算值, 为k+1时刻下锂电池状态的平滑初始值; 为k时刻下锂电池状态的估计值, 为k+1时刻下锂电池状态的预测状态值,为k+1时刻下锂电池状态的估计值;其中平滑增益按下式计算:s s

式中,Kk为k时刻的平滑增益,Pxx为互协方差矩阵,Sk+1|k为带渐消因子的预测误差协方差阵特征平方根。

3.一种锂电池主动均衡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、对电池组内各电池SOC进行估算;

步骤2、针对多组串联电池组的充电过程,以步骤1所得的SOC估算值为均衡变量,控制各个串联电池组的充电电流;同时,针对串联电池组内充放电过程,采用考虑测量噪声的SOC‑电压混合均衡控制方法控制串联电池组内各单体电池间的均衡电路的工作状态。

4.根据权利要求3所述的锂电池主动均衡控制方法,其特征在于,步骤(2)所述的控制各个串联电池组的充电电流,包括以下步骤:n

(21)确定第n组的初始充电电流I0:n 1

式中,I0为第n组的初始充电电流,I 0为第1组初始充电电流,SOCaim为充电预期,取值为

0.85~0.95, 为初始充电时第n组电池串联电池组中SOC估算值的中位数,初始值最小的串联电池组记为第1组, 为初始充电时第1组串联电池组的SOC估算值的中位数;

n

(22)确定第n组在t时刻的协调充电电流It:n

式中,It为第n组在t时刻的协调充电电流, 为第n组电池SOC估算值在t时刻的中位数。

5.根据权利要求4所述的锂电池主动均衡控制方法,其特征在于:步骤(21)中所述的第1

1组初始充电电流I0计算式为:式中,α为充电接受比,η为充放电效率,CN为电池标称容量。

6.根据权利要求3所述的锂电池主动均衡控制方法,其特征在于,步骤(2)所述的考虑测量噪声的SOC‑电压混合均衡控制方法,包括以下步骤:(31)根据电池组内SOC估算值的众数SOCmode选择均衡模式;

(32)计算状态判断函数F;

(33)计算判断函数ρ,计算式为:式中,ρi为第i次测量时判断函数值,用于控制均衡电路的开关,ρi+1为第i+1次测量时判断函数值;Fi为第i次测量时状态判断函数值;Fi+1为第i+1次测量时状态判断函数值;判断函数值ρi的下限为0,当计算值为负数时记为0;

(34)判断均衡电路开关:当判断函数值ρi增长到设定阈值时,均衡电路开启,判断函数值ρi重置为0,当均衡过程结束后返回步骤(31)重新计算。

7.根据权利要求6所述的锂电池主动均衡控制方法,其特征在于:步骤(31)中所述的根据电池组内SOC估算值的众数SOCmode选择采用均衡模式,包括电压均衡模式和SOC均衡模式,选择条件为:

8.根据权利要求6所述的锂电池主动均衡控制方法,其特征在于:步骤(32)中所述的计算第i次测量时的状态判断函数值Fi,在电压均衡模式下,计算式为:max

式中,βset为电压均衡使能阈值, 其中V i为第i次测量时电池组内单体电池最高电压, 为第i次测量时电池组的平均电压值,βi‑1为第i‑1次最高电压与第i‑1次电压平均值之差;

在SOC均衡模式下,计算第i次测量时状态判断函数值Fi的计算式为:式中,δset为SOC均衡使能阈值;δi为第i次测量时电池组SOC估算值方差,δi‑1为第i‑1次测量时电池组SOC估算值的方差。

9.根据权利要求3所述的锂电池主动均衡控制方法,其特征在于,步骤1中所述的对电池组内电池进行SOC估算,是利用改进的强跟踪平方根容积滤波算法对电池SOC进行实时估算,所述改进的强跟踪平方根容积滤波算法是采用平滑滤波算法对强跟踪平方根容积滤波算法进行改进,在计算锂电池状态的平滑估算值时引入平滑增益,采用固定区间平滑滤波模式,滤波和平滑过程同时迭代进行,实现实时SOC估算。

10.一种锂电池主动均衡控制系统,包括处理器和均衡电路,其特征在于:处理器执行权利要求3‑9任一项所述的锂电池主动均衡控制方法中的步骤,用以控制串联电池组内各单体电池间的均衡电路的工作状态。