[发明专利]一种考虑软包电池外部环境影响的SOC估计方法

权利要求书

1.一种考虑软包电池外部环境影响的SOC估计方法，其特征在于，步骤如下：

步骤S1：基于二阶RC模型建立状态方程，利用在线参数辨识方法结合所测得的电池电流和端电压数据来获取当前的二阶RC模型中的参数；

步骤S2：选定待测软包电池，选取外部机械载荷、温度、放电倍率三者的测试范围，在所设定的标准环境下改变单一变量进行相应的电池容量标定实验、恒流脉冲实验、通用的城市道路行驶工况实验；

步骤S3：利用电池容量标定实验记录的数据得到单一影响因素下电池容量，通过归一化处理后，再引入一个容量修正因子，将该容量修正因子定义为关于三个影响因素的函数，利用电池容量标定实验数据拟合得到一个函数方程式；

步骤S4：利用步骤S2中恒流脉冲实验数据得到不同条件下的开路电压值，再结合对应的SOC值，定义一个五阶幂函数OCV-SOC，将不同条件下幂函数先拟合出来再将同次项系数对影响因素进一步拟合，得到相应结果；

步骤S5：在不同外部环境下的城市道路行驶工况下，将上述实验数据得到的基于外部环境对电池容量和电池开路电压的修正代入到自适应无迹卡尔曼滤波中，从而得到最终的估计结果。

2.根据权利要求1所述的考虑软包电池外部环境影响的SOC估计方法，其特征在于，所述步骤S1中的二阶RC模型的拉普拉斯方程描述为：

式中，U_OC为电池的开路电压，R₀为电池的欧姆内阻，R₁为电化学极化电阻，R₂为浓差极化内阻，C₁为电化学极化电容，C₂为浓差极化电阻，U_t为电池的端电压，也叫负载电压，I为流经电池的电流，即负载电流；

相应的传递方程为：

其中，τ₁＝R₁C₁，τ₂＝R₂C₂；

采用双线性变换法将传递方程从S平面映射到Z平面上，变换方程为转化后的方程总结为：

再将其转化为差分方程：

y(k)＝U_oc(k)-U_t(k)＝a₁y(k-1)+a₂y(k-2)+a₃I(k)+a₄I(k-1)+a₅I(k-2)

式中，k，k-1，k-2分别为对应的采样时刻，对上述差分方程中的开路电压进行如下简化：

U_oc(k)＝U_oc(k-1)＝U_oc(k-2)

最终能够将差分方程整理为：

U_t(k)＝(1-a₁-a₂)U_oc(k)+a₁U_t(k-1)+a₂U_t(k-2)-a₃I(k)-a₄I(k-1)-a₅I(k-2)

定义相关向量：

θ(k)＝[(1-a₁-a₂)U_oc(k) a₁ a₂ -a₃ -a₄ -a₅]^T

最终简化的差分方程表达为：