[发明专利]铅酸电池模型经验公式法中关键参数抗差辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及电池模型中经验公式法中关键参数的辨识方法。

背景技术

在电池管理系统中，为明确电池外部电气特性和内部状态的定量关系，需要建立数学模型，从而根据电池的电压、电流、温度等外部变量计算出SOC、SOH、内阻、电动势等内部状态，如线性模型法，戴维南模型法，四阶动态模型法以及经验公式法等。在经验公式法中，常见的有Shepherd模型、Unnewehr universal模型、Nernst模型等，其表达式通常为y_k=E₀-Ri_k+f(K_i,K₂,K₃,z_k)（其中，y_k表示电池的端电压测量值，E₀表示电池SOC为100%的电动势，R是电池内阻，i_k是电流，f表示修正项，对于不同的模型，表达式不同，z_k是电池充放电是的SOC值，K_i，K₂，K₃是需获得的参数），这些经验公式可以模拟电池所表现出的非线性动静态特性，但是其中的大部分参数需要通过实验的方法进行确定。

由于实验中可能会存在测量误差，以及经验公式法本身的特点，在通过实验数据获得公式参数时，需要能够尽可能地排不合理测量数据的影响，从而使得公式参数在大多数情况下都能够使用。但是目前在这一技术领域尚没有有效的方法实现这一个目的。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明提供了提出一种铅酸电池模型经验公式法中关键参数抗差辨识方法，该方法通过借鉴信息科学和电力系统领域已有的抗差估计方法，在实验数据的基础上，通过求解一个基于最小信息熵损失的优化问题，获得铅酸模型经验公式法中的关键参数，在求解过程中能够自动排除坏量测，获得鲁棒性较高的结果。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种铅酸电池模型经验公式法中关键参数抗差辨识方法，其特征在于：首先，将铅酸蓄电池进行充电试验，测量记录电池在充电过程中的端电压、充电电流和SOD值；将前述记录的数据作为输入，建立抗差参数辨识的非线性优化问题；采用入核宽调整的牛顿法求解该问题，得到该优化问题的局部最优解，该局部最优解为铅酸蓄电池模型经验公式中的关键参数，进而确定得到铅酸蓄电池模型的经验公式。

对上述技术方案具体说明：

步骤1：将铅酸蓄电池进行m组充电实验，测量电池在充电过程中的端电压充电电流和SOC值其中SOC的测量采用安培小时法，其中C_r是电池剩余容量，C_a是电池的额定容量，I是放电电流，再由C_r/C_a即可得到而端电压和充电电流都可以从表计读出；

步骤2：建立优化模型如公式（1）所示，将步骤1记录的数据作为输入：