[发明专利]混合动力船舶的动力电池组的荷电状态计算方法

说明书

本发明涉及一种混合动力船舶的动力电池组的荷电状态计算方法，包含以下步骤：S1、基于Thevenin等效电路模型，针对混合动力船舶的动力电池组建立等效电路模型；S2、采用Sage‑Husa自适应算法对扩展卡尔曼滤波算法进行改进，包括对扩展卡尔曼滤波算法中的过程噪声及测量噪声进行修正；S3、采用改进后的扩展卡尔曼滤波算法，对混合动力船舶的动力电池组的等效电路模型在充放电状态下的荷电状态进行估算。本发明采用Sage‑Husa自适应算法对扩展卡尔曼滤波算法进行改进，对过程噪声及测量噪声进行修正，提高了扩展卡尔曼滤波算法估算荷电状态的精确性、自适应性及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种动力电池组的荷电状态计算方法，具体是指用于混合动力船舶的磷酸铁锂动力电池组的荷电状态计算方法，属于动力电池组使用的技术领域。

背景技术

可持续发展已经成为当今世界社会经济发展的重要战略，交通航运业也逐渐向低能耗、零排放方向发展。混合动力船舶既有纯电动船舶低能耗的优点，又兼有柴油发动机船舶续航能力较好的优点，在节能减排方面起着重要的作用。因此，国内外交通航运业也将混合动力船舶作为未来船舶技术的主要发展方向之一。

动力电池组作为混合动力船舶的动力来源之一，对于船舶的动力性能具有非常重要的作用，其荷电状态(State of Charge，SOC)不仅是衡量动力电池组性能的重要指标，更是推动混合动力船舶稳健发展的关键因素。因此有必要对动力电池组的SOC做出更加准确的估计，这样对于提高混合动力船舶的动力性能，并且延长动力电池组的使用寿命具有非常重要的意义。

基于上述，本发明提出一种混合动力船舶的动力电池组的荷电状态计算方法，以解决现有技术中存在的限制和需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力船舶的动力电池组的荷电状态计算方法，采用Sage-Husa自适应算法对扩展卡尔曼滤波算法进行改进，对过程噪声及测量噪声进行修正，提高了扩展卡尔曼滤波算法估算荷电状态的精确性、自适应性及稳定性。

为实现上述目的，本发明提供一种混合动力船舶的动力电池组的荷电状态计算方法，包含以下步骤：

S1、基于Thevenin等效电路模型，针对混合动力船舶的动力电池组建立等效电路模型；

S2、采用Sage-Husa自适应算法对扩展卡尔曼滤波算法进行改进，包括对扩展卡尔曼滤波算法中的过程噪声及测量噪声进行修正；

S3、采用改进后的扩展卡尔曼滤波算法，对混合动力船舶的动力电池组的等效电路模型在充放电状态下的荷电状态进行估算。

所述的S1中，动力电池组由多个单体电池通过串联或并联组成，每个单体电池采用Thevenin等效电路模型。

当所述的动力电池组由多个单体电池串联组成时，该动力电池组可等效为一个单独的单体电池，即该动力电池组可等效为Thevenin等效电路模型。

当所述的动力电池组由多个单体电池并联组成时，该动力电池组可等效为一个单独的单体电池，即该动力电池组可等效为Thevenin等效电路模型。

所述的S2中，具体包含以下步骤：

S21、对扩展卡尔曼滤波算法迭代过程中的过程噪声w_k及过程噪声协方差Q_k进行修正：

其中，e_k为新息；d_k为加权系数；K_k-1表示k-1时刻的迭代系数；A_k-1表示k-1时刻系统的状态矩阵；符号“+”表示修正值；表示k-1时刻系统状态的最优估计值；为系统状态估计误差协方差；