【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池管理，尤其涉及一種用于鋰電池充電過程的soc估計方法及系統。
技術介紹
1、鋰電池廣泛應用在電動汽車等領域，復雜工況下，實現對鋰電池組的實時準確管理、保障電池使用安全并延長電池使用壽命，對電動汽車等行業(yè)的發(fā)展和推廣有著重要的意義。電池管理的控制策略，主要取決于鋰電池soc(state?of?charge，荷電狀態(tài))的估計準確性。
2、現有技術鋰電池soc估計中通常采用固定周期估計soc的變化，即每隔一段固定時間估計一次soc。然而在鋰電池充電過程中soc的變化較為復雜，采用間隔固定時間估計soc，使得各個時間段內的soc變化量相差較大，進一步使得對soc估計不夠精準，導致soc估計曲線圖分布不合理，實用價值較低。
3、因此，亟需一種新的用于鋰電池充電過程的soc估計的技術方案。
技術實現思路
1、鑒于上述的分析，本專利技術實施例旨在提供一種用于鋰電池充電過程的soc估計方法及系統，用以解決現有技術中soc估計曲線圖分布不合理的問題。
2、一方面，本專利技術實施例提供了一種用于鋰電池充電過程的soc估計方法，所述soc估計方法包括：
3、在采樣時間對充電電流進行采樣，得到當前次采樣的充電電流；
4、采用如下方式確定當前次采樣對應的soc和下一次采樣的采樣時間：
5、根據當前次采樣的充電電流計算當前次采樣的充電速率；根據當前次采樣的充電速率判斷是否滿足鋰電池模型切換條件，確定當前次采樣的鋰電池模
6、根據當前次采樣的鋰電池模型，結合無跡卡爾曼粒子濾波算法得到鋰電池當前次采樣對應的soc；根據上一次采樣的soc、當前次采樣的soc和當前次采樣的采樣時間確定下一次采樣的采樣時間。
7、基于上述方法的進一步改進，通過如下方式計算當前次采樣的充電速率：
8、
9、其中，v表示當前次采樣的充電速率，i表示當前次采樣的充電電流，s表示鋰電池的電池容量。
10、基于上述方法的進一步改進，鋰電池模型包括分數階模型和雙極化模型；
11、所述根據當前次采樣的充電速率判斷是否滿足鋰電池模型切換條件，確定當前次采樣的鋰電池模型，包括：
12、比較當前次采樣的充電速率與模型切換充電參數，如果當前次采樣的充電速率小于模型切換充電參數，將雙極化模型作為當前次采樣的鋰電池模型；否則，將分數階模型作為當前次采樣的鋰電池模型。
13、基于上述方法的進一步改進，通過如下方式計算下一次采樣的采樣時間：
14、
15、其中，k表示當前次采樣，t(k)表示當前次采樣的采樣時間，t(k+1)表示下一次采樣的采樣時間，soc(k)表示當前次采樣的soc，soc(k-1)表示上一次采樣的soc。
16、基于上述方法的進一步改進，通過如下方式確定雙極化模型：
17、獲取鋰電池的基本參數，基于鋰電池的雙極化等效電路模型，建立鋰電池的雙極化數學模型；
18、采用在線遞推最小二乘法，對雙極化數學模型對應的待辨識參數進行辨識，得到辨識參數結果；
19、根據辨識參數結果，建立雙極化模型對應的鋰電池荷電狀態(tài)的狀態(tài)方程和觀測方程。
20、基于上述方法的進一步改進，所述采用在線遞推最小二乘法，對雙極化數學模型對應的待辨識參數進行辨識，包括：
21、根據鋰電池的荷電狀態(tài)值和開路電壓均值，建立基于荷電狀態(tài)值和開路電壓均值的函數關系；
22、建立在線遞推最小二乘法的遞推公式；
23、基于遞推公式，結合基于荷電狀態(tài)值和開路電壓均值的函數關系，對雙極化數學模型對應的待辨識參數進行辨識。
24、基于上述方法的進一步改進，基于荷電狀態(tài)值和開路電壓均值的函數關系表達式為：
25、
26、其中，uoc(soc)表示基于荷電狀態(tài)值和開路電壓均值的關系式，e1表示鋰電池充滿電下的開路電壓，k0、k1、k2和k3表示雙極化數學模型對應的待辨識參數，soc表示荷電狀態(tài)值。
27、基于上述方法的進一步改進，通過如下方式確定分數階模型：
28、基于鋰電池的分數階等效電路模型，建立鋰電池的分數階數學模型；
29、采用混合粒子群算法，對分數階數學模型對應的待辨識參數進行辨識，得到辨識參數結果；
30、根據辨識參數結果，建立分數階模型對應的鋰電池荷電狀態(tài)的狀態(tài)方程和觀測方程。
31、基于上述方法的進一步改進，鋰電池的分數階等效電路模型包括第一電阻、第一cpe元件、第二電阻、第二cpe元件、第三電阻和鋰電池；
32、第二電阻和第二cpe元件并聯，一端作為鋰電池的輸出正極；第一電阻和第一cpe元件并聯，一端連接鋰電池的正極，另一端連接第二電阻和第二cpe元件的另一端；
33、鋰電池的負極通過第三電阻輸出，作為鋰電池的輸出負極。
34、另一方面，本專利技術實施例提供了一種用于鋰電池充電過程的soc估計系統，所述soc估計系統包括：
35、充電電流采集模塊，用于在采樣時間對充電電流進行采樣，得到當前次采樣的充電電流；
36、soc估計模塊，用于采用如下方式確定當前次采樣對應的soc和下一次采樣的采樣時間：
37、根據當前次采樣的充電電流計算當前次采樣的充電速率；根據當前次采樣的充電速率判斷是否滿足鋰電池模型切換條件，確定當前次采樣的鋰電池模型；
38、根據當前次采樣的鋰電池模型，結合無跡卡爾曼粒子濾波算法得到鋰電池當前次采樣對應的soc；根據上一次采樣的soc、當前次采樣的soc和當前次采樣的采樣時間確定下一次采樣的采樣時間。
39、與現有技術相比，本專利技術至少可實現如下有益效果之一：
40、1、本專利技術通過在鋰電池充電過程中，不斷的調整soc估計的采樣時間，使得soc變化快時多進行soc估計以及soc變化慢時少進行soc估計，使得最終得到的soc的估計曲線圖分布更合理，更具備實用價值。
41、2、本專利技術通過充電速率判斷是否滿足鋰電池模型切換條件，合理選擇鋰電池模型，使得每一次采樣時間得到的soc更加精準，進一步提高了soc估計曲線圖的精準度。
42、本專利技術中，上述各技術方案之間還可以相互組合，以實現更多的優(yōu)選組合方案。本專利技術的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優(yōu)點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優(yōu)點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內容中來實現和獲得。
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1.一種用于鋰電池充電過程的SOC估計方法，其特征在于，所述SOC估計方法包括：
2.根據權利要求1所述的SOC估計方法，其特征在于，通過如下方式計算當前次采樣的充電速率：
3.根據權利要求1所述的SOC估計方法，其特征在于，鋰電池模型包括分數階模型和雙極化模型；
4.根據權利要求1所述的SOC估計方法，其特征在于，通過如下方式計算下一次采樣的采樣時間：
5.根據權利要求3所述的SOC估計方法，其特征在于，通過如下方式確定雙極化模型：
6.根據權利要求5所述的SOC估計方法，其特征在于，所述采用在線遞推最小二乘法，對雙極化數學模型對應的待辨識參數進行辨識，包括：
7.根據權利要求6所述的SOC估計方法，其特征在于，基于荷電狀態(tài)值和開路電壓均值的函數關系表達式為：
8.根據權利要求7所述的SOC估計方法，其特征在于，通過如下方式確定分數階模型：
9.根據權利要求8所述的SOC估計方法，其特征在于，鋰電池的分數階等效電路模型包括第一電阻、第一CPE元件、第二電阻、第二CPE元件、第三電阻和
10.一種用于鋰電池充電過程的SOC估計系統，其特征在于，所述SOC估計系統包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于鋰電池充電過程的soc估計方法，其特征在于，所述soc估計方法包括：
2.根據權利要求1所述的soc估計方法，其特征在于，通過如下方式計算當前次采樣的充電速率：
3.根據權利要求1所述的soc估計方法，其特征在于，鋰電池模型包括分數階模型和雙極化模型；
4.根據權利要求1所述的soc估計方法，其特征在于，通過如下方式計算下一次采樣的采樣時間：
5.根據權利要求3所述的soc估計方法，其特征在于，通過如下方式確定雙極化模型：
6.根據權利要求5所述的soc估計方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：康明仁，季金虎，劉偉龍，
申請(專利權)人：北京機械設備研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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