[发明专利]一种用于变温度环境的串联超级电容组荷电状态估计方法

权利要求书

1.一种用于变温度环境的串联超级电容组荷电状态估计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1、在串联超级电容组的各电容单体中筛选出电压最高的单体作为表征单体，用表征单体的荷电状态表征超级电容组的荷电状态；

步骤2、在多个温度下对串联超级电容组进行HPPC充放电试验，得到充放电电流I和电压U，以及采样时间间隔Δt；

步骤3、对所述表征单体建立戴维南等效电路模型，使用由所述步骤2得到的不同温度下的数据对表征单体进行参数辨识；

步骤4、引入温度修正因子函数其中S_T、S₀分别表示温度T与基准温度下戴维南模型的电阻Ri、Rd、时间常数τ的值，其中表示温度T下戴维南模型的电阻Ri的值，表示基准温度下戴维南模型的电阻Ri的值；其中表示温度T下戴维南模型的电阻Rd的值，表示基准温度下戴维南模型的电阻Rd的值；其中S_T,τ表示温度T下戴维南模型的时间常数τ的值，S_0,τ表示基准温度下戴维南模型的时间常数τ的值；针对戴维南模型的开路电压建立关于SOC和温度的多项式函数；依次对温度修正因子函数和多项式函数进行拟合，得到串联超级电容组的变温度模型；

步骤5、基于所述变温度模型建立串联超级电容组的状态空间模型，利用自适应扩张卡尔曼滤波算法对串联超级电容组的SOC进行估计。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中对表征单体进行参数辨识具体基于遗传算法实现。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，温度修正因子函数λ_T具体使用傅里叶级数拟合得到：

式中，a、b、c、d均为拟合系数；

对所述开路电压Uoc建立关于SOC和温度的三维多项式：

Uoc(soc,T)＝a1+a2*soc+a3*T+a4*soc²+a5*soc*T

+a6*T²+a7*soc³+a8*soc²*T+a9*soc*T²+a10*T³

式中，soc为当前采样时刻的SOC值，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10均为拟合系数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤5中建立的所述状态空间模型具体采用以下形式：

其中，k为某个特定时刻，

x_k为超级电容组在k时刻的系统估计状态，

y_k为超级电容组在k时刻的观测矩阵，

u_k-1为超级电容组在k-1时刻的系统输入矩阵，

ω_k-1和v_k为系统噪声协方差矩阵，

式中，x_k＝[U_D,k z_k]^T；u_k＝i_L,k；Δt为采样时间间隔；z_k为k时刻的SOC值；U_D,k为k时刻的极化电压值；C_a为超级电容的最大可用容量；η表示充电效率。