一种基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法与流程

技术特征：

1.一种基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)离线模型构建，所述离线模型包括开路电压模型和等效电路模型；

2)在线估计，利用所述离线模型建立SOC在线估计模型，基于噪声跟踪实现SOC估计。

2.根据权利要求1所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述开路电压模型为开路电压与SOC的函数关系，具体表示为：

其中，VOC为开路电压，SOC为电池荷电状态，j为多项式函数中第j阶，β1j为多项式系数，M为多项式总阶数，下标k为采样时刻。

3.根据权利要求1所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述等效电路模型为电路参数与SOC的函数关系，所述电路参数包括开路电压、欧姆内阻以及一阶或多阶RC网络的电阻和电容。

4.根据权利要求3所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述等效电路模型为一阶或多阶RC网络的等效电路模型，其中，欧姆内阻、RC网络的电阻和电容与SOC的函数关系为：

其中，n为RC网络阶数，R0为欧姆内阻，Rn为第n阶RC网络上的极化电阻，Cn为第n阶RC网络上的等效电容，SOC为电池荷电状态，j为多项式函数中第j阶，β2j、β2n+1,j及β2n+2,j为多项式系数，M为多项式总阶数，下标k为采样时刻。

5.根据权利要求4所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述在线估计具体包括以下步骤：

201)基于电流积分公式和所述离线模型建立非线性状态空间方程；

202)结合滚动时域估计策略，建立增广非线性状态空间方程和基于噪声跟踪的SOC在线估计模型；

203)根据检测电压和电流，利用所述SOC在线估计模型实现过程噪声估计、测量噪声估计和SOC估计。

6.根据权利要求5所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述非线性状态空间方程包括：

状态方程：xk+1＝F(xk,uk)+wk

观测方程：yk＝h(xk,uk)+vk

其中，状态矢量x＝[SOC,V1,…,Vn]^T，输入变量u＝I，观测变量y＝Vb，Vb为电池电压；w和v分别为过程噪声和测量噪声，两者相互独立且均为高斯白噪声，其协方差分别为Qw和R；I为负载电流，Δt为采样周期，VOC为开路电压，C为电池容量，SOC为电池荷电状态，n为RC网络阶数，R0为欧姆内阻，Rn为第n阶RC网络上的极化电阻，Cn为第n阶RC网络上的等效电容，Vn为第n阶RC网络上的电压，τn＝RnCn为第n阶RC网络的时间常数，下标k为采样时刻。

7.根据权利要求6所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，步骤202)中，将过程噪声作为状态变量建立增广非线性状态空间方程，且所述增广非线性状态空间方程的状态方程中F(xk,uk)替换为F(zk,uk)，

其中，z＝[SOC,V1,…,Vn,w0,…,wn]^T为增广状态向量，过程噪声相应转化为γ＝[w,θ]^T，与测量噪声相互独立且为高斯白噪声，其协方差为Q。

8.根据权利要求7所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述SOC在线估计模型表示为：

其中，为到达代价，Q为过程噪声协方差，R为测量噪声协方差，L为滚动时域窗口长度，T为当前时刻，代价函数采用近似替代，P为估计误差协方差。

9.根据权利要求8所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，步骤203)具体包括：

231)初始化；

232)在T时刻对所述SOC在线估计模型进行求解，获得当前状态估计值、过程噪声估计和测量噪声估计值；

233)根据状态方程计算获得T时刻的SOC和噪声；

234)更新估计误差协方差；

235)令T＝T+1，构造新的测量数据集yT，返回步骤232)。

10.根据权利要求9所述的基于噪声跟踪的锂电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述估计误差协方差P的更新公式为：

Pk+1＝BkQkBk′+Ak(Pk-PkC′(R+CkPkCk′)-1CkPk)A′

其中，