專利名稱：在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池模型中各參數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電池模型中參數(shù)的識(shí)別方法，更具體地說，它涉及在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池模型中各參數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，汽車得到越來越廣泛的使用，同時(shí)人們對(duì)汽車的要求也越來越高，汽車發(fā)展向舒適化、輕量化和無污染方向發(fā)展。傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動(dòng)形式為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，近年來，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車發(fā)展迅速，現(xiàn)有汽車動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)方案包括串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式，它們?cè)诳刂撇呗浴⑴欧?、用途、整車布置、價(jià)格以及原動(dòng)機(jī)選擇等方面各有利弊。電動(dòng)汽車由于行駛過程中沒有污染、能源潔凈，得到越來越快的發(fā)展，但電池是發(fā)展電動(dòng)汽車的″瓶頸″。
四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車采用蓄電池作為其動(dòng)力源，在電動(dòng)汽車行駛過程中，無法識(shí)別電池的荷電狀態(tài)、內(nèi)阻系數(shù)以及電池的壽命，給電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)和控制帶來很大困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可方便、快捷在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池各參數(shù)，有利于提高電池管理系統(tǒng)控制精度、發(fā)揮蓄電池的能力和延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命的在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池模型中各參數(shù)的方法。
本發(fā)明其整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型；確定被控對(duì)象，以及被控對(duì)象參數(shù)個(gè)數(shù)和階次，建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型。
第二步推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)；推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)，并化簡(jiǎn)，得到最終數(shù)學(xué)模型。
第三步以電流為激勵(lì)，電壓為響應(yīng)，用最小二乘法進(jìn)行辨識(shí)參數(shù)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供一種可方便、快捷在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池各參數(shù)，有利于提高電池管理系統(tǒng)控制精度、發(fā)揮蓄電池的能力和延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。也為將來42V電池建模及開發(fā)電池管理系統(tǒng)提供了指導(dǎo)和借鑒。


圖1是本發(fā)明建模方法2是動(dòng)力鋰離子電池?cái)?shù)學(xué)模型圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1和附圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明其整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型；確定被控對(duì)象，以及被控對(duì)象參數(shù)個(gè)數(shù)和階次，建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型。
第二步推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)；推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)，并化簡(jiǎn)，得到最終數(shù)學(xué)模型。
第三步以電流為激勵(lì)，電壓為響應(yīng)，用最小二乘法進(jìn)行辨識(shí)參數(shù)。
本發(fā)明的實(shí)施開發(fā)鋰離子動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，獲得良好的控制效果，就必須建立較為準(zhǔn)確的電池?cái)?shù)學(xué)模型，PNGV推薦的模型簡(jiǎn)潔高效，可直接引用，如附圖2所示，圖中有C1、C2兩個(gè)儲(chǔ)能元件，因此，動(dòng)力鋰離子電池的模型階次可確定為二階，則建模的重點(diǎn)為確定R1、C1、R2、C2、E的值，及得到模型的傳遞函數(shù)。由于圖中電動(dòng)勢(shì)E在整個(gè)電池使用過程中變化很小，所以這里設(shè)E為常量，那么，需要確定的實(shí)際上只有R1、C1、R2、C2四個(gè)參數(shù)。參數(shù)辨識(shí)用最小二乘法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，試驗(yàn)證明效果也較好。
根據(jù)附圖2所示模型，可導(dǎo)出下列頻域算式，其中s為拉氏變換算子V(s)=I(s)R1+1C1sI(s)+E+R2R2C2s+1I(s)----(1)]]>加以變換得V(s)-E=I(s)(R1+1C1s+R2R2C2s+1)----(2)]]>令輸出為y(s)＝V(s)-E，輸入為u(s)＝I(s)，則模型的傳遞函數(shù)為
y(s)=R1R2C1C2s2+(R1C1+R2C2+R2C1)s+1R2C1C2s2+C1su(s)]]>=R1s2+(R1R2C2+1C1+1C2)s+1R2C1C2s2+1R2C2su(s)----(3)]]>因?yàn)?，C1≈1000F且變化很小，R1≈0.3Ω，R2≈0.2Ω，C2≈10F，所以，1R1C1C2≈0,1C1=1C2,]]>那么式(3)可簡(jiǎn)化為y(s)=R1s+(R1R2C2+1C2)s+1R2C2----(4)]]>可見，傳遞函數(shù)已經(jīng)降了一階，這樣，通過測(cè)試得到的C1值，在開車前測(cè)定OCV，利用采集到的數(shù)據(jù)就可將R1、R2和C2估計(jì)出來。
本發(fā)明主要是應(yīng)用最小二乘法對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的模型參數(shù)進(jìn)行在線、非實(shí)時(shí)地辨識(shí)，由于模型中的四個(gè)參數(shù)變化緩慢，因此非實(shí)時(shí)辨識(shí)的參數(shù)值是合理的，可用的。
權(quán)利要求
1.在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池模型中各參數(shù)的方法，其特征在于，整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型；確定被控對(duì)象，以及被控對(duì)象參數(shù)個(gè)數(shù)和階次，建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型。第二步推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)；推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)，并化簡(jiǎn)，得到最終數(shù)學(xué)模型。第三步以電流為激勵(lì)，電壓為響應(yīng)，用最小二乘法進(jìn)行辨識(shí)參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池模型中各參數(shù)的方法，旨在提供一種可方便在線辨識(shí)動(dòng)力蓄電池各參數(shù)，有利于提高電池管理系統(tǒng)控制精度、發(fā)揮蓄電池的能力和延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。其整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型；確定被控對(duì)象，以及被控對(duì)象參數(shù)個(gè)數(shù)和階次，建立動(dòng)力蓄電池的數(shù)學(xué)模型，第二步推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)；推導(dǎo)模型的傳遞函數(shù)，并化簡(jiǎn)，得到最終數(shù)學(xué)模型，第三步以電流為激勵(lì)，電壓為響應(yīng)，用最小二乘法進(jìn)行辨識(shí)參數(shù)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1607397SQ200310107878
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者萬鋼, 魏學(xué)哲, 孫澤昌, 鄒廣楠 申請(qǐng)人:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司, 萬鋼