基于Vmin-EKF的动力锂电池组SOC估计

动力电池组的荷电状态(SOC)是电动汽车能量控制的重要参数.针对串联锂电池组的SOC估计问题,建立电池组的Vmin状态空间模型,电池组内单体电池负载电压的最小值Vmin和电池组的SOC分别作为模型的观测变量和状态变量.应用扩展卡尔曼滤波算法,实现对SOC的动态估计.对模拟电动汽车的实际工况进行电池组放电实验,结果表明,该方法能实时准确地估计电池组SOC.     

基于温度补偿的动力锂电池SOC估算方法

动力电池的荷电状态(State of Charge,SOC)是电动汽车的重要参数之一,直接影响电动汽车的安全控制与可续行里程的评估.电池总容量作为估算电池SOC的重要变量之一,其与使用环境温度密切相关,而在SOC估计算法中常被认为是恒定值,从而影响不同环境温度下锂电池SOC估计精度.为实现对锂电池SOC的准确估计,考虑温度对锂电池容量等特性参数的影响,通过引入温度补偿模型,并结合扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法实现对锂电池SOC的动态估计.在不同环境温度下模拟电动汽车实际工况对锂电池进行放电试验,并比较未经温度补偿的SOC算法与补偿后的SOC算法精度.研究结果表明,所提出的方法适用于不同温度的锂电池,能实现较为精确的估计.     

基于工况特性的电动汽车蓄电池组SOC与SOH在线智能识别与评价方法研究

蓄电池组SOC和SOH是电动汽车电池管理和能量管理的关键参数,受单体电池特性、蓄电池组一致性和均衡技术等因素影响,不易建立准确计算模型.基于电动汽车日常行驶工况统计特性提出一种改进的Ah积分法计算蓄电池组SOC和SOH,该方法采用工况容量与等效工况电流根据Peukert方程实现稳态容量修正,同时采用模糊逻辑实现放电率波动对容量的动态修正;提出采用单体统计特性建立状态评价矩阵表征蓄电池组状态的全面评价方法;最后通过对比仿真计算分析验证了所提方法的合理性和实用性.     

基于CARMA模型的动力电池荷电状态估计

为完善电动汽车电池管理系统的主要功能,实现对电池准确建模及荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计,文章基于二阶RC等效电路建立了一种受控自回归滑动平均模型(controlled auto-regressive moving average,CARMA),推导得到电池开路电压(open circuit voltage,OCV)的最优估计,并结合分段建立的电池OCVSOC模型实现电池SOC估计,从而实现了电池模型参数在线实时辨识以及SOC实时估计,解决了因初值设定不合理而影响SOC估计准确度的问题。仿真结果表明:在美国联邦城市运行工况下,SOC估计误差的绝对值不超过2.39%,实现了较为准确的SOC估计。     

基于外特性的动力电池参数估计与建模

针对工程中动力电池内部参数无法直接测量的问题,提出一种基于电池外特性的内部参数估计方法,并在此基础上建立动态电池模型,预测电池输出电压。对电池路端放电电压分段分析,通过线性拟合计算电池欧姆电阻,采用基于控制参数的平滑方法估算开路电压有效值,结合Thevenin等效模型估算电池极化阻抗,通过安时积分法计算SOC,构造SOC与电池参数的函数关系,总结经验公式,搭建电池预测模型。通过实验预测不同工况下18650锂电池的电压响应,结果验证了模型的准确性。     

基于PNGV模型和高斯-厄米特滤波的SOC估算研究

为解决锂离子电池荷电状态(SOC)估算精度不高和初值鲁棒性差的问题,提出了一种基于新一代汽车伙伴计划(PNGV)等效电路模型和高斯-厄米特滤波(GHF)算法的锂离子电池SOC估算方法。首先,建立PNGV模型来模拟电池的动静态工作特性,列出该等效电路模型的状态空间方程;然后,利用混合动力脉冲能力特性测试试验,对模型中的动态参数进行辨识,并通过电流激励下的电压响应对比验证了模型及参数的有效性;最后,结合GHF算法得出了算法的系数矩阵和递推过程。在Matlab/Simulink平台上,对该SOC估算方法的估算效果进行了仿真分析与验证。结果表明,无论是在恒流、周期恒定电流和周期变电流工况下,还是在城市道路循环(UDDS)变电流工况下,SOC都能实时跟踪真实值的变化。同时,该算法对初值有较好的鲁棒性。在初始SOC为0.8的情况下,SOC估算最大误差不超过3.7%,具有较高的精度。该算法为锂离子电池SOC的估算提供了一种新的思路。     

锂电池SOC与SOP的联合估计

锂离子电池精确的荷电状态(SOC)和功率状态(SOP)对于电动汽车的稳定运行尤为重要,对此提出了一种锂电池SOC与多约束条件下SOP的联合估计方法。首先,建立了二阶RC等效电路模型,并运用迭代无迹卡尔曼滤波算法来估计荷电状态;然后,结合荷电状态的估计结果,在多约束条件下对SOP进行联合估计;最后,在动态应力工况和快速脉冲工况下对联合估计算法进行了MATLAB仿真测试验证。结果验证了所提联合估计算法对于SOC和SOP联合估计的有效性,并且具有较高的估计精度和较好的鲁棒性。     

基于Simulink的锂电池建模仿真

针对锂离子电池SOC(荷电状态)难以估算的问题,通过对电池建立等效的Thevenin电路模型,对不同时刻的SOC的模型参数进行拟合得到动态的模型参数,在Matlab中借助Simulink建立仿真模型,采用模块化结构,建立基于卡尔曼滤波算法的电池SOC估算系统;利用测得的电池电压电流,仿真系统可直接估算出实时的电池SOC,与实际的电池SOC对比,误差保持在2.5%以内,表明该方法可以有效地估计电池的SOC,对于锂离子电池在实际应用的容量估算有着重要意义。     

基于神经网络的电动汽车电池SOC估算研究

论文首先分析了当前电动汽车电池管理系统中存在的问题,特别是电池电压的精确测量和剩余电量的准确预测问题一直亟待突破,因此,论文在分析电池荷电状态(SOC)影响因素的基础上,进行了动力电池的充放电实验,建立了BP网络电池模型,通过对网络进行训练,应用神经网络模型进行SOC估算,实验表明:建立的BP网络具有较好的适应性,能有效预测锂离子动力电池电压、电流和放电容量间的映射关系。可以准确地对电动汽车电池进行SOC估算。     

一种基于H_∞观测器的电池荷电状态估计方法

文中提出一种基于H∞观测器电池荷电状态SOC估计方法.在传统电池SOC估计方法中,常常把电池开路电压OCV与SOC之间的关系看作是静态线性关系.实际上,电池OCV与SOC之间是随着电池周围环境变化而变化,是一种动态关系;因而如果将电池OCV与SOC之间看作是静态关系,可能导致较大SOC估计误差.根据电池OCV与SOC之间动态关系,将电池系统建模成一种非线性系统,随后设计一种H∞观测器估计电池SOC.在高压输电线路巡检机器人样机中进行了实验研究,实验结果验证了所提方法的有效性.     

锂电池SOC和SOH的自适应联合在线估算方法

为了准确和快速地估算电动汽车运行过程中汽车电池的荷电状态(State of Charge, SOC)和健康状态(State of Health, SOH),提出一种基于遗忘因子最小二乘和可变时间尺度扩展卡尔曼滤波器的自适应联合估算算法。为了提高算法的效率和准确度，引入自适应遗忘因子递归最小二乘(Adaptive Forgetting Factor Recursive Least Square, AFFRLS)方法来识别电池模型中的参数，并采用可变时间尺度扩展卡尔曼滤波器(Variable Time Scale Extended Kalman Filter, VEKF)来指示SOC和SOH,以满足对电池动态状况进行在线快速估算的需求。应用动态应力测试(Dynamic Stress Test, DST)数据库验证了该方法的有效性，实验结果表明，该联合估算方法可以获取准确的电池模型，并实现在线状态估算。     

基于levy飞行优化BOA-BP网络的电池SOC估计

目前电动汽车动力输出的来源主要是动力电池，其荷电状态（State of Charge,SOC）表示电池的剩余电量情况，精确估算SOC对于电池的使用安全有重要意义。将蝴蝶优化算法（Butterfly Optimization Algorithm,BOA）进行改进并用于优化BP神经网络估算动力电池SOC，解决了普通BP网络估计SOC时遇到的训练时间长、收敛慢、精度较低、易陷入局部最优解的问题；同时提升了全局搜索速度，选取电压和电流为输入变量、SOC为输出变量，根据误差的大小调整神经网络的权值和阈值。仿真结果表明，优化后得到的SOC估计结果误差率控制在1.1%以内，该方法寻优速度快，具有更好的鲁棒性。     

锂离子电池荷电状态估计: 非线性观测器方法

电池荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计是电动汽车有效实施能量管理的基本前提和安全高效运行的重要保障.为降低电池系统因迟滞效应和非线性因素对SOC估计产生的不利影响,本文基于Lipschitz非线性系统观测器设计理论,提出了一类电池SOC估计新方法.基于该新方法设计的观测器具有结构简单,估计性能好等优点.首先根据电池等价电路模型给出电池系统的数学描述,进而利用脉冲放电实验数据计算出电池系统各参数值,然后利用线性矩阵不等式方法求解出观测器增益矩阵,最后利用城市道路循环(urban dynamometer driving schedule,UDDS)工况测试验证了观测器系统具有良好的跟踪性能.     

基于充电方式的锂电池SOC 校准和估计方法

荷电状态(SOC)是动力锂电池的重要参数.针对安时法估计锂电池SOC存在累积误差,其他估计算法复杂度较高的问题,提出一种工程实用的SOC估计方法.该方法通过分析电池特性并结合安时法,建立了SOC初始值、总容量和累积误差的校准方法.通过建立终端电压与SOC之间的映射关系,利用恒流、恒压不同充电阶段的电池特性,实现了电池系统在一个放电周期内的SOC高精度估计.实验表明,该方法能够使得SOC的估计误差在5%以内.     

基于双指数拟合的电池PNGV模型改进方法研究

为了准确估算动力锂离子电池的荷电状态(SOC),创新性地将双指数拟合的方法运用到参数辨识中,并设计了一种新型验证模型。首先,对新一代汽车协商会(PNGV)等效电路模型进行改进,利用改进PNGV模型来模拟电池的动静态工作特性;然后,利用混合动力脉冲能力特性(HPPC)试验数据对电池在改进PNGV模型下的动态参数进行辨识,并取SOC值为0.4时的状态,对参数辨识过程中单指数拟合与双指数拟合的误差作对比分析;最后,在Matlab/Simulink环境下,建立了一种新型的锂离子电池仿真模型,并利用该仿真模型对参数辨识的结果进行仿真分析与验证。验证结果表明,在温度固定和SOC已知的情况下,改进型PNGV模型的端电压仿真值与试验值最大误差不超过0.9%,模型精度较高。该试验可为锂离子电池内部状态变量的准确估算提供理论依据。     

磷酸铁锂电池的SOC预测

电池荷电状态(SOC)准确预测是电池管理系统的关键任务.针对过去电池SOC预测精度低等问题,提出了一种采用极限学习机神经网络(ELM)的预测模型,以电池电压和电流作为模型的输入量,SOC作为输出量.在建模过程中,采用粒子群优化算法(PSO)对ELM随机给定的输入权值矩阵和隐层阈值进行寻优,降低了随机性给模型造成的影响,提高了模型预测精度.利用实验采集的数据进行模型训练和预测,结果表明,用粒子群算法优化后的极限学习机模型(PSOELM)与单纯的ELM以及传统的BP和SVM相比,具有更高的预测精度和泛化性能.为磷酸铁锂电池的SOC预测提供了一种新的方法.     

基于参数在线辨识和SVD-UKF的锂电池SOC联合估计

锂电池的荷电状态(SOC)是电池管理系统的核心参数,准确的SOC估计对电动汽车的安全运行至关重要。针对因电池模型参数固定导致锂电池SOC估计精度不高和误差协方差非正定导致传统无迹卡尔曼滤波算法估计SOC失败的问题,提出基于参数在线辨识和SVD-UKF的锂电池SOC联合估计算法。该算法使用变遗忘因子递推最小二乘法实现电池模型参数的在线辨识,通过基于奇异值分解的无迹卡尔曼滤波算法(SVD-UKF)实现电池SOC的估计。在联邦城市运行工况下对联合估计算法进行验证,实验结果表明,联合估计算法可将SOC估计误差控制在1.53%以内,能够有效提高SOC估计的准确性和稳定性。     

锂电池组剩余电量SOC估算方法的分析与研究

近年来,纯电动汽车以其结构简单、无废气排放、能量使用效率高等优势得到了广泛应用。电动汽车产业化的关键在于动力锂电池及其应用技术的产业化发展。为提高纯电动汽车锂电池组的寿命和安全性,对纯电动汽车的锂电池组剩余电量荷电状态(SOC)估算算法进行了研究。采用安时积分法和开路电压法相结合的方法,并引入参数电池额定容量百分比对SOC估算,在一定程度上提高了估测SOC的精度。通过试验测试,验证了锂电池组剩余电量SOC估算算法的有效性。对锂电池组剩余电量SOC估算算法的研究可以延长电池组寿命、保障电池的安全性、降低运行成本,对电动汽车的推广应用起着重要作用。     

基于动态遗忘因子最小二乘与EKF的电池SOC估计

电池荷电状态SOC（State Of Charge）作为电池管理系统中尤为重要的一部分,其准确估计成为锂离子电池研究的重点。为了提高动态工况下的SOC估计精度,对锂离子电池等效模型进行分析,基于AIC（赤池信息）准则确定二阶RC电路为等效电路模型,使用递推最小二乘算法对模型参数进行在线辨识,为提高辨识精度,提出了改进带动态遗忘因子递推最小二乘算法,对算法加入遗忘因子,通过电压结果误差实时动态调整算法遗忘因子取值。将递推最小二乘算法和含动态遗忘因子最小二乘算法分别与扩展卡尔曼滤波（EKF）算法进行SOC联合估计,并对比其预测效果,结果表明含有动态遗忘因子最小二乘与EKF联合估计模型具有更高的精度和鲁棒性。     

基于UKF的电动汽车锂电池SOC估计方法

准确估计电池的荷电状态(SOC,state of charge)是电动汽车电池管理系统研究的关键技术。基于Thevenin模型建立了状态空间方程组,采用无色卡尔曼滤波(UKF,unscented Kalman filtering)算法实现非线性条件下的SOC准确估计。硬件在环仿真试验表明:UKF估计误差小于5%,且当SOC值低于50%时,其估计结果明显优于扩展卡尔曼滤波(EKF,extended Kalman filtering)方法,有较高的实用价值。