[发明专利]电池组的电池单元的充电状态的自动估计方法

权利要求书

1.一种用于估计电池组的电池单元的充电状态的方法，所述方法包括在每个相继时刻k重复以下步骤：

a)获取(110)所述电池单元的端子之间的电压的测量值y_k和该电池单元的充电和放电电流的测量强度i_k；

b)在时刻k使用状态模型来计算(116)所述电池单元的充电状态SOC_k的预测值，所述状态模型使SOC_k的预测值与乘积F_k*SOC_k-1以及在时刻k-1获取的电池单元的端子之间的电压的测量值y_k-1或在时刻k-1测量的强度i_k-1相关联，其中SOC_k-1是该电池单元在时刻k-1的充电状态，并且F_k是状态转换矩阵，所述充电状态SOC_k的该预测值带有状态噪声，所述状态噪声的协方差由所述状态噪声的协方差矩阵Q_k给出；

c)根据时刻k-1的状态噪声的协方差矩阵Q_k-1和时刻k-1的测量噪声的协方差矩阵R_k-1来预测(117)所述充电状态SOC_k的预测值误差的协方差；

d)使用将所述测量值y_k与乘积H_k*SOC_k相关联的观测模型来计算(124)所述测量值y_k在时刻k的的预测值其中H_k是可观测性矩阵，该预测值带有测量噪声，所述测量噪声的协方差由所述测量噪声的协方差矩阵R_k给出；以及

e)根据所述测量值y_k和其预测值之间的差来修正(126)所述充电状态SOC_k的预测值；

其特征在于，所述方法包括使用以下关系式来设置(102、120)矩阵Q_k和矩阵R_k的值：Q_k＝[N₀G_0,k(N₀)]^-1和R_k＝I，其中：

-N₀是严格大于1的整数，其值是预设的，

-G_0,k(N₀)由以下关系式给出：

-并且I是单位矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，每次矩阵F_k和H_k中的一个被修改时，重复对矩阵Q_k和矩阵R_k的值的设置(120)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括通过使非线性可观测性函数线性化来构建(118)矩阵H_k，所述可观测性函数使所述测量值y_K与所述电池单元的充电状态SOC_k在时刻k的预测值相关联。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述非线性可观测性函数为以下函数：y_k＝OCV(SOC_k)+V_D,k+RO_k2*i_k，其中：

-OCV(SOC_K)是已知的非线性函数，其将所述电池单元的开路电压表示为其充电状态的函数，所述电池单元的开路电压是当该电池单元的端子已经与任何电负载电绝缘两个小时时这些端子之间的电压；

-V_D,k是包括电阻器R_D和电容器C_D的并联RC电路的端子之间的电压，其中所述电阻器R_D的电阻和所述电容器C_D的电容是所述电池单元的参数，以及

-RO_k2是所述电池单元的内阻。