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基于无迹Kalman滤波算法的动力电池荷电状态估计

2020-10-21陈德海王昱朝朱正坤邹争明

汽车安全与节能学报 2020年3期
关键词:模型

王 超,陈德海,王昱朝,朱正坤,邹争明

(江西理工大学 电气工程与自动化学院,赣州 341000,中国)

随着电动汽车技术的快速发展,电池管理系统成为研究热点。如何准确快速的估计电动汽车的荷电状态(state of charge,SOC)至关重要,它是电动汽车剩余里程、电池组的均衡及保护等功能的重要参考依据。锂电池SOC受电池的老化程度、充放电电流倍率、温度、自放电率等因素影响,各变量之间具有很强的非线性映射关系,难以直接测量。目前常见SOC预测方法主要分为传统的算法和智能算法,前者主要由开路电压(open circuit voltage, OCV)法和安时积分法(Ampere hour integration method, Ah)以及Kalman滤波算法,后者主要包括有神经网络算法和支持向量机算法等[1]。

用OCV来预测SOC,是工程应用上十分常见的一种算法。其程序结构简单,只需要将事先测量的SOC-OCV拟合曲线制成二维数表,然后再利用查表法快速得到电池的当前荷电状态。但是由于电动汽车的电压传感器测量的是电池的端电压,并不等于开路电压。文献[2]通过对电池放电曲线及恢复曲线分析,用放电停止后的某时刻电压估计电池的开路电压结合电池等效模型,拟合出开路电压的计算公式,从而避免直接使用端电压作为开路电压导致的误差。

Ah积分法是目前主流的SOC估计算法。该算法原理简单,程序结构简洁[3],只需要对电流进行积分就可以的到系统消耗的总电量,非常适合以STM32系列的单片机为主控芯片的硬件开发。文献[4]通过将开路电压、循环次数、温度与SOC的关系,制成数表,调用二分查表法访问数组,及时更新SOC初值和电池的额定容量,提高代码的读取效率和初值的精度。……

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