[发明专利]一种电力动车锂离子电池控制系统

权利要求书

1.一种电力动车锂离子电池控制系统，通过精确估算并反馈电池剩余容量实现电池的安全控制，其特征在于包括以下步骤：

S1：对锂离子电池进行小电流恒流放电，并根据预设采样频率对锂离子电池放电过程进行数据采集，所述数据采集包括放电电流、输出电压和电池温度，并经过滤波器进行滤波处理消除声噪；

S2：以步骤S1中采集的数据，并基于安时法和普克特经验公式建立电池剩余容量的数学模型，得到电池剩余容量和电池输出电流的数学关系；

S3：进一步引入电池温度的因素修正，并建立电池温度分别与普克特经验公式中常数的经验数学关系，得到当前修正后的电池剩余容量的估算值；

S4：按照预设周期反馈电池的开路电压，同时分别通过开路电压法和卡尔曼滤波器法估算电池剩余容量并进行比较，然后通过卡尔曼滤波器法对电池的初始状态容量SOC₀进行修正，并将修正后的SOC₀返回步骤S2中并重复步骤S3～S4，最终得到收敛修正后的电池剩余容量的估算值；

步骤S4的具体过程如下：

(1)对电池建立等效电路模型，并使锂离子电池小电流恒流放电，预先得到开路电压法和卡尔曼滤波法分别与电池SOC的曲线拟合数学关系；

(2)然后进行初始化设置，设定t＝0时，开路电压法估算得到卡尔曼滤波法估算得到的

(3)在t＝k时刻，以作为初值，通过卡尔曼滤波法和开路电压法分别估算得到t＝k+1时刻的的电池剩余容量为和并比较两者的误差，并对进行修正，得到修正后的t＝0时刻的电池容量初值SOC₁′；

(4)在t＝k+1时刻，以修正后电池容量初值SOC₁′为基础，然后通过安时法对t＝k+1时刻的SOC_k+1并作为输出值，从而对安时法估算的电池剩余容量相对于真实值的收敛；(降低数据采集的累计误差)

(5)同时利用卡尔曼法和开路电压法分别估算t＝k+1时刻的电池剩余容量的估算值和并重复步骤(3)～(5)。

2.根据权利要求1所述电力动车锂离子电池控制系统，其特征在于：步骤S2中所述数学关系建立过程如下：定义电池初始状态时的剩余容量为SOC₀，根据安时法计算可得当前状态电池剩余容量然后进行离散化处理，从而获得电池的剩余容量估计值：

SOCk+1=SOCk-1C0ηikΔtC0=f(T)=KI(1-n)---(1)]]>

式中，SOC_k+1为第k+1次数据采集时的电池剩余容量估计值；SOC_k为第k次数据采集时的剩余容量值；η为电池放电效率；C₀为电池额定容量，i_k为电池的负载电流；Δt为第k次到k+1次数据采集的时间间隔；K和n为普克特经验公式常数；T为电池温度。