[发明专利]一种锂离子电池状态联合估算方法

权利要求书

1.一种锂离子电池状态联合估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、读取电池SOC初始值和容量初始值；

步骤二、建立锂离子电池的二阶等效电路模型，基于基尔霍夫电压定律，得出模型的状态空间方程；

步骤三、采集开路电压数据与荷电状态数据，得到两者之间的关系，基于二阶等效电路模型，对模型的状态空间方程进行离散化处理，并将离散化后的方程改写成最小二乘形式，然后运用带遗忘因子的偏差补偿最小二乘法(BCFFRLS)并结合开路电压与荷电状态之间的关系，通过所输入的电池电流、电压数据，对模型参数进行辨识；

步骤四、对普通拓展卡尔曼进行改进，对误差协方差矩阵进行奇异值分解以及噪声误差协方差矩阵实时更新；

步骤五：根据所得初始值以及模型参数，采用基于奇异值分解的自适应拓展卡尔曼(SVDAEKF)以及自适应拓展卡尔曼(AEKF)分别建立电池SOC和SOH联合估算的多尺度计算公式；其中SOH可以用电池此刻的最大可用容量来表示，因此可以通过估算电池此刻的最大可用容量来估算电池SOH，可以表达为：先运行容量估算模块，将估算出的容量值以及采集到的电流、电压值传入SOC估算模块，计算获得SOC值，同时将SOC估算过程中获得观测量传入容量估算模块参与计算，进行容量的估算；由于容量的变化缓慢而SOC时刻变化，采用多时间尺度的方式，宏观尺度上对容量进行估算，微观时间尺度上对SOC进行估算，容量每60s更新一次，而SOC值每1s更新一次。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池状态联合估算方法，其特征在于，

步骤二中所述状态空间方程包括状态方程和观测方程，表示为：

其中，t为采样时间，R₀为电池的欧姆内阻，R₁、R₂以及C₁、C₂分别是电池的极化电阻和极化电容，τ₁、τ₂为极化时间常数且有τ₁＝R₁C₁、τ₂＝R₂C₂，U₁、U₂为两个RC环节的端电压，C_max为电池额定容量，U_oc为电池的开路电压，i为电池的工作电流，U_t为电池端电压，ω为过程噪声，ν为测量噪声，SOC为电池的荷电状态；双时间尺度k和l分别描述宏观时间尺度和微观时间尺度，可以看作：x_k,l为t_k,l＝t_k,0+l×Δt(1≤l≤L_z)时刻系统的状态，L_z为尺度转换限制，即一个宏观尺度等于L_z个微观时间尺度。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池状态联合估算方法，其特征在于，

步骤三中所述电池的开路电压OCV与荷电状态SOC关系通过静置法，将电池从满电开始间隔放电，通过静置获取电池的开路电压；

进一步，通过Matlab拟合工具对OCV和SOC进行多项式拟合，得到OCV和SOC之间的关系：