[发明专利]一种锂离子电池宽温度全寿命SOC及容量估计的方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池宽温度全寿命SOC及容量估计的方法，具体包括以下步骤：(1)获得该电池相应的技术参数；(2)选取二阶RC等效电路模型作为迁移模型的基础电池模型；(3)获得电池模型内部参数信息；(4)建立迁移模型的框架；(5)利用风险最小化粒子滤波算法对迁移模型的迁移因子进行在线确定及SOC值确定；(6)进行实际可用容量的估计。本发明用于实现对锂离子电池SOC和容量的联合精确估计。该方法将温度和老化对电池的影响视为不确定量，仅用少量的离线数据所建立的迁移模型和电池在实际使用过程中的数据就可以实现不同温度和老化状态下初始迁移模型的在线迁移，大大减少了传统老化电池模型建模过程中的离线实验工作量。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池宽温度全寿命SOC及容量估计的方法。

背景技术

SOC是用来描述动力电池的剩余电量状况的指标，精确的SOC估计是保障动力电池性能高效发挥的重要保障；关于SOC状态估计的方法有很多，大致包括安时积分法、黑箱SOC估计模型以及基于状态空间模型的方法这三大类。安时积分法原理较简单，计算速度也较快，但缺点是初始时刻的SOC值一般是未知的，所以SOC估计值误差也相对较大；常用于估计电池SOC的黑箱模型有神经网络模型，模糊逻辑模型，和支持向量回归模型等。这几种模型对数据量的依赖性较高，所以在实用性方面较差。基于空间状态模型的方法也被称为基于模型的方法，最常见的模型为等效电路模型，基于此类模型进行SOC估计，估计精度严重依赖于模型精度，而温度和电池老化会严重影响模型精度，从而造成SOC估计精度下降。因此本发明以二阶RC等效电路模型作为基础模型构建迁移模型，将温度和老化对模型精度的影响视为不确定量，通过对迁移模型中的迁移因子进行线性迁移，从而得到精确的SOC状态值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池宽温度全寿命SOC及容量估计的方法来解决现有技术中存在的电池模型受温度及老化影响大，导致模型精度降低，从而造成SOC估计精度差的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：提供一种锂离子电池宽温度全寿命SOC及容量估计的方法，其创新点在于：具体包括以下步骤：

(1)任意选定锂离子电池的型号及类型，获得该电池相应的技术参数；

(2)选取二阶RC等效电路模型作为迁移模型的基础电池模型；

(3)对所选取的锂离子电池进行工况实验，获得电池的特征参数，利用建立起开路电压OCV与SOC之间的关系，利用最优化方法进行参数辨识，获得电池模型内部参数信息；

(4)利用多项式拟合的方法将步骤(3)中参数辨识所获得参数信息与SOC之间构建起关系曲线，建立迁移模型的框架；

(5)利用风险最小化粒子滤波算法对迁移模型的迁移因子进行在线确定及SOC值确定；

(6)将步骤(5)中所得到的精确SOC值通过安时积分法容量逆推的方式进行实际可用容量的估计。

进一步的，所述步骤(1)中获得该电池相应的技术参数包括额定容量、额定电压、充电方式、允许充电温度，放电温度。

进一步的，步骤(2)中所述的选定二阶RC等效电路模型作为迁移模型的基础电池模型，其中，二阶RC等效电路模型具体模型方程公式如下：