基于快速SR-UKF的锂离子动力电池SOC联合估计
2021-06-28章军辉陈大鹏
章军辉,李 庆,陈大鹏,赵 野
1) 中国科学院微电子研究所,北京 100029 2) 江苏物联网研究发展中心,无锡 214135 3) 无锡物联网创新中心有限公司,无锡 214135 4) 昆山微电子技术研究院,昆山 215347
锂离子动力电池是新能源电动汽车的重要供能来源,而电池生产工艺上的波动、材质本身的不均匀性,使得单体电池的容量、内阻、自放电特性等皆有一定的差异,并且随着充放电循环次数的增加以及车内特殊工作环境的影响,电池容量也会出现不同程度的衰减,进一步加剧了单体之间的差异性.准确的电池状态估计为电池成组、电池管理系统(Battery management system, BMS)均衡等用途提供可靠参考依据,从而对单体电池的充分合理利用、电池组使用寿命的延长以及整车运行效率的改善具有重要实际意义[1-2].
电池状态估计本身属于非线性估计问题,而针对非线性问题求解,常用手段包括非线性函数局部线性化[3-4]、概率密度分布逼近法[5-6]、神经网络法[7-8]等.其中,非线性函数局部线性化的主要方法有Taylor展开法[3]、插值多项式法[4];概率密度分布逼近的主要方法有确定性样本逼近法[5]、大量粒子逼近法[6].
目前,电池荷电状态(State of charge,SOC)估计方法主要有:(1)安时积分计量(Ampere-hour counting, AH)法[9],应用较广,不过算法本身缺少对内外在扰动因素进行补偿的措施,存在由SOC初值标定偏差而导致曲线始终不能收敛、计算累积误差等问题;(2)开路电压(Open circuit voltage, OCV)法[10-11],通过“浅放-静置”的方法拟合出OCV与SOC一一映射曲线,实现对SOC初值进行离线校正,其因需较长的静置时间而无法用于在线工况,一般是与其他方法结合使用;……
