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专利号: 2022105256108
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种并联型电池系统建模方法,所述并联型电池系统是由N个电池串通过并联而成,每个电池串由M个电池单体通过串联而成,其中N、M为大于1的自然数,所述建模方法包括以下步骤:S1、根据已知电池单体模型参数,结合并联电路工作特性,建立并联型电池系统基本模型;

S2、利用在线检测到的电池系统中各支路电流I1~IN与电池系统总电流IP的1/N,获得电池系统各支路电流偏差值ΔI1~ΔIN,即 式中,i为大于1小于等于N的自然*数,再与电池系统端电压在线检测值Up共同作为SOC校准器的输入,经SOC校准器后得到电池系统荷电状态补偿值ΔSOCC;所述的SOC校准器包括故障判别器、不一致性判别器及BP神经网络模块,其中故障判别器输出后连接不一致性判别器,不一致性判别器后连接BP神经网络模块;所述的不一致性判别器包括电流均值计算模块和N路比较器;

S3、根据并联型电池系统模型,结合电池系统模型的端电压预测值UP及电池系统端电压*在线检测值Up,再利用扩展卡尔曼滤波法得到电池系统荷电状态预测基值SOCE;

S4、将电池系统荷电状态预测基值SOCE与由SOC校准器产生的电池系统荷电状态补偿值ΔSOCC进行叠加,得到校准后的电池系统荷电状态SOCr;

S5、利用校准后的SOCr结合并联型电池系统基本模型,建立并联型电池系统模型,如此循环,获得准确的并联型电池系统模型。

2.根据权利要求1所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,所述的电池系统荷电状态补偿值ΔSOCC产生步骤如下:(1)以电池系统各支路电流离线数据I1~Ik为输入,k为大于1小于等于N的自然数,在故障判别器中,首先判断Ik是否等于0,若等于0,表明第k个支路的电流数据为故障数据,剔除第k个支路电流数据,若不等于0,则进行下一步;

(2)在不一致性判别器中,判断各支路电流Ik是否都符合一致性要求,若都符合,则ΔSOCC=0,即SOCr=SOCE,否则进行归一化处理;

(3)将归一化后的数据作为神经元的输入,进行神经网络训练,根据输出值与期望值ΔSOCC的误差,修改神经元之间的权值阈值,建立BP神经网络模型,得到SOC校准器;

*

(4)将电池系统各支路电流偏差值ΔI1~ΔIN与端电压在线检测值Up作为SOC校准器的输入,经SOC校准器后得到电池系统荷电状态补偿值ΔSOCC。

3.根据权利要求2所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述的不一致性判别器中判断是否都满足一致性要求的方法为:先是将电池系统各支路电流离线数据I1~Ik通过电流均值计算模块,得到电池系统支路电流均值 即再通过N路比较器,比较各支路电流Ik与支路电流均值 的差值是否都小

于等于0.1,若都小于等于0.1,则ΔSOCC=0,即SOCr=SOCE;否则进行归一化处理。

4.根据权利要求2所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述的BP神经网络流程如下:

1)参数初始化,对权值矩阵W、V设置为0到1之间的随机数,样本模式计数器p=1,学习效率η取定(0,1)小数,并且网络目标误差Emin为数值小的正数;2)输入当前训练样本Xp,算出隐含层向量Y和输出层向量Z各个参数;3)计算网络输出误差,样本数为100,dp为输出层P节点差值,则第P个样本的网络误差E 由式 而得,网络总误差E由式

而得;4)计算输出层和隐含层误差;5)得出权值矩阵W、V各分量;6)若p

5.根据权利要求2所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述的归一化函数为式中,xn为电池系统电压、电流离线数据,yn为归一化后数据,max(x)、min(x)为对应变量数据中的最大值、最小值。

6.根据权利要求1所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,所述的利用扩展卡尔曼滤波算法预测电池系统荷电状态基值SOCE,其递推步骤为:1)设置初始值;2)计算状态变量预估计值;3)计算电池系统端电压;4)比较电池系统端电压实际值和计算得到的电池系统模型输出电压值,得到电压差值;5)计算误差协方差矩阵;6)计算卡尔曼滤波的校正增益;7)状态变量优化估计;8)输出SOCE。

7.根据权利要求1所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,所述的并联型电池系统模型为含2个RC并联电路的二阶等效电路模型。

8.根据权利要求1所述的一种并联型电池系统建模方法,其特征在于,所述的建模方法不仅适用于并联型电池系统,也可应用于并联型电池模块或电池串。