荷電狀態(tài)的精確估計對電動汽車中的電池管理系統(tǒng)具有重要意義。針對鋰離子電池的特性,使用二階RC等效電路模型,采用含遺忘因子的遞推最小二乘法在線辨識參數(shù)以滿足模型精度的要求,結(jié)合基于新息自適應估計方法的擴展卡爾曼濾波算法（AEKF）完成鋰離子電池荷電狀態(tài)的準確估計。AEKF算法可以通過自適應噪聲協(xié)方差匹配的方式來確切反映系統(tǒng)誤差與過程誤差對系統(tǒng)狀態(tài)的影響。聯(lián)合估計算法能夠在模擬工況下實現(xiàn)更好的精度、收斂速度與自適應性。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020,44(10)北大核心

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【部分圖文】：

圖１?二階ＲＣ等效電路模型??１．２最小二乘法擬合原理??

ｊＵｊ??究與設計??趕逄歧ｉ：??②?分別取充電靜置時間段的端電壓和放電靜置時間段的??端電壓，根據(jù)這些時刻下的ＳＯＣ分別確定兩組數(shù)值，用這兩??組數(shù)值分別擬合兩條曲線。??③由兩條曲線的均值得到ＯＣＶ－ＳＯＣ曲線，如圖２所示。．??型則沒有涉及到實際情況中的兩種極化效應，所以這兩種模??型不適合實際情況下ＳＯＣ的估計。ＧＮＬ模型則考慮了電池的??多種極化以及自放電現(xiàn)象，但是ＧＮＬ模型未知的參數(shù)較多，??參數(shù)的確定也較為復雜，目前狀況下很難在實際中應用。??如圖１所示的二階ＲＣ模型中：１４為開路電壓；Ｒ？為歐??姆內(nèi)阻和Ｇ表示電化學的極化現(xiàn)象；《２和Ｑ表示濃差極??化現(xiàn)象；４為負載電流；１４為輸出端的電壓％??Ｃｌ?Ｃ：??Ｋ??圖１?二階ＲＣ等效電路模型??１．２最小二乘法擬合原理??最小二乘法是簡單而有效的擬合算法＇對于非線性系統(tǒng)??可以給出較為準確的參數(shù)擬合結(jié)果Ｑ??建立系統(tǒng)，如式（１）：??ｙ（ｋ）?＝?ｆ（ｋ）６?＋?ｅ（ｋ）?（１）??式中：＃）為系統(tǒng)輸出量＊時刻的值４為觀測向量。??令：??（ｋ）?＝?［—ｙ（ｋ—＼）．．．—ｙ（ｋ—ｎ）?ｕ｛ｋ）．．．ｕ｛ｋ－ｎ）＼?＾??０?＝?［ａ，?．．．?ａｎ?＼?ｂ２?．．．?］??式中：ｕ（ｉ）為系統(tǒng)的第Ｊｃ次輸入值；０為被辨識的參數(shù)矩陣。??取準則函數(shù)，見式（３）：??Ｊ（６）?＝?ＸｔｅＷ］２?＝?［ｙ（ｋ）?－ｆ（ｋ）ｅｎｙ（ｋ）－ｆ（ｋ）６］?（３）??ｉ＝ｌ??當及０）取最小值時，求出最小二乘法估計值，見式（４）：??ｅ＝［ｆ（ｋ）ｍｒ＇ｍｙ（ｋ）?（句??遞推修正？，并引入遺忘因子，見式（５）：??§（ｋ＋１）?＝?

定茗）??噪聲、狀態(tài)協(xié)方差初始化??（設定尸。，２．，及〇）??ＡＵＫＦＷ?法??狀態(tài)預估??（計算七）??誤差協(xié)方差預估??（計算Ｋ）??究與設計??城市循環(huán)（ｕｒｂａｎ?ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ?ｄｒｉｖｉｎｇ?ｓｃｈｅｄｕｌｅ，ＵＤＤＳ）工況［１５］??的鋰電池電流，該工況電流周期為１?３７０?ｓ，采樣時間為１?ｓ。圖??５為ＵＤＤＳ工況電流曲線圖。??圖４?聯(lián)合估計算法Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型??０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００??ｔ／ｓ??圖５?ＵＤＤＳ工況電流曲線??為了研究ＦＥＲＬＳ算法的辨識效果，利用圖５所示的ＵＤ－??ＤＳ工況進行參數(shù)辨識并輸人電池模型中，同樣將仿真電流加??載到模型上，仿真時間為１７０?ｍｉｎ，大約循環(huán)７個周期。將仿真??得到的結(jié)果與參考端電壓進行比較，可以直觀地觀察到模型??參數(shù)的精度。圖６為仿真輸出端電壓對比圖，圖７為端電壓對??比誤差圖。??Ｄ?２?０００?４?０００?６?０００?８?０００?１０?０００??＂Ｓ??圖６?端電壓對比??胃Ｉ一端電壓對比誤差??％ｉ??２０２０．１０?Ｖｏｌ．４４?Ｎｏ．?１０??１５０４??

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于在線參數(shù)辨識和AEKF的鋰電池SOC估計[J]. 田茂飛,安治國,陳星,趙琳,李亞坤,司鑫.  儲能科學與技術(shù). 2019(04)
[3]用最小二乘法在線估計蓄電池荷電狀態(tài)[J]. 李匡成,楊亞麗,陳濤,袁文濤.  電源技術(shù). 2010(10)
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[6]電動汽車電池功率輸入等效電路模型的比較研究[J]. 林成濤,仇斌,陳全世.  汽車工程. 2006(03)

博士論文
[1]純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及整車控制策略研究[D]. 周飛鯤.吉林大學 2013

碩士論文
[1]電動汽車動力電池模型參數(shù)在線辨識及SOC估計[D]. 張禹軒.吉林大學 2014



本文編號：3350411