鋰離子電池荷電狀態估計方法技術

一種鋰離子電池荷電狀態估計方法，屬于電池荷電測試領域。本發明專利技術提供了一種基于分數階Kalman濾波方法估計鋰離子電池荷電狀態（SOC）的方法。本發明專利技術的具體步驟是：建立鋰離子電池的分數階狀態空間模型，通過擬合得到開路電壓和荷電狀態之間關系曲線，使用分數階Kalman的方法，估計鋰電池荷電狀態。本發明專利技術更好地模擬電池內部復雜的電化學反應、提高鋰離子電池的建模精度，進而提高鋰離子電池荷電狀態（SOC）的估計精度。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種鋰離子電池荷電狀態估計方法，其特征在于：a、根據鋰離子電池的阻抗譜特性，建立鋰離子電池的分數階狀態空間模型，其狀態方程和輸出方程如式(6)所示(6)其中，，，，其中，是系統狀態，是Warburg器件(系數為)和電阻(阻值為)并聯的回路的端電壓，為Warburg器件(系數為)的端電壓，為鋰離子電池荷電狀態；為電池內阻阻值；為電池額定容量；為系統輸入，即電池充放電電流；為系統輸出，為電池端電壓，為待定參數；為待定參數；為系統各狀態的階數，為的階數，為的階數，為荷電狀態的階數；對公式(6)離散化，根據Grünwalde?Letnikov公式，得到系統的離散化的分數階狀態空間方程；考慮過程噪聲和測量噪聲，可以得到如公式(11)所示的離散化的分數階狀態空間方程：(11)其中，是時刻的系統狀態；是時刻的系統輸出；是時刻的系統輸入；是系統的過程噪聲；是測量噪聲；和是互不相關的、零均值高斯白噪聲，且，，是Kronecker沖擊函數；，，和為離散化后的系數矩陣；為采樣間隔；變量，；b、對動力電池進行充放電靜置實驗，通過擬合得到開路電壓和荷電狀態（SOC）之間關系曲線，通過擬合曲線得到公式(5)中參數和；c、在時域和頻域中辨識得到公式(6)中未知參數；在頻域中，通過阻抗譜擬合的方法，得到公式(6)中的系統狀態的階數矩陣；在時域中，通過輸出誤差辨識方法，得到公式(6)中矩陣和的參數；d、對公式(11)所表示的分數階離散狀態空間方程，使用分數階Kalman的方法，估計鋰電池荷電狀態（SOC）值；具體步驟為：（1）初始化時，確定過程噪聲的方差、測量噪聲的方差、?初始狀態估計值、初始狀態的協方差；（2）滾動更新在時刻，狀態預測：協方差預測：濾波增益更新：狀態更新：協方差更新：（3）保存每個循環時刻的估計狀態和協方差，用于以后時刻迭代；（4）分離系統狀態，即可得到滾動更新的鋰電池荷電狀態值。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬彥，周秀文，張吉星，李炳思，應振華，趙海艷，陳虹，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22