基于EKF算法的鋰電池SOC估算策略
2021年電子技術應用第3期
崔耕韜，江衛華，涂 煒
武漢工程大學 電氣信息學院，湖北 武漢443000
摘要： 在電池管理系統中，電池荷電狀態(SOC)的準確估算具有重要的地位，其重要性不僅在于可以向使用者提示電池的剩余電量，更在于它是電池充放電管理和均衡控制管理的基礎。而SOC受許多因素的影響，如溫度以及電流的大小、方向等，它的準確預測也較困難。提出了一種用擴展卡爾曼濾波(EKF)算法估計鋰電池SOC的方法，建立電池仿真模型，通過混合動力脈沖能力特性(HPPC)試驗進行了參數辨識。在恒流放電下模型的SOC估算誤差約2.1%，說明該模型有效且易于應用。
中圖分類號： TN06；TM912
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200607
中文引用格式： 崔耕韜，江衛華，涂煒. 基于EKF算法的鋰電池SOC估算策略[J].電子技術應用，2021，47(3)：36-39.
英文引用格式： Cui Gengtao，Jiang Weihua，Tu Wei. SOC estimation of lithium battery based on extended Kalman filter algorithm[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(3)：36-39.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200607
中文引用格式： 崔耕韜，江衛華，涂煒. 基于EKF算法的鋰電池SOC估算策略[J].電子技術應用，2021，47(3)：36-39.
英文引用格式： Cui Gengtao，Jiang Weihua，Tu Wei. SOC estimation of lithium battery based on extended Kalman filter algorithm[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(3)：36-39.
SOC estimation of lithium battery based on extended Kalman filter algorithm
Cui Gengtao，Jiang Weihua，Tu Wei
School of Electrical Information,Wuhan Institute of Technology，Wuhan 443000，China
Abstract： In the battery management system, the accurate estimation of State of Charge(SOC) has an important position, its impor-
tance is not only to the user prompt battery remaining power, more is that it is the basis of the battery charge and discharge management and balanced control management.And SOC is affected by many factors, such as temperature and current size,direction,etc,so it is difficult to predict it accurately.In this paper, an extended Kalman filter(EKF) algorithm is proposed to estimate the SOC of lithium battery.The battery model was established, and the parameter identification was carried out through the Hybrid Pulse Power Characteristic(HPPC) test.The SOC estimation error of the model is about 2.1% under constant discharge,it shows that the model is effective and easy to apply.
Key words : the lithium battery；EKF algorithm；HPPC test；SOC estimation
0 引言
自20世紀90年代以來，鋰離子電池以其高能量密度和優良的充放電性能而受到人們的關注，它也從鉛酸電池和鎳鎘電池中脫穎而出，成為大量應用于各種微型、小型電子產品和電動車中的儲能裝置。因此，對于鋰電池的研究應該先建立其模型，進行混合動力脈沖能力特性(Hybrid PulsePower Characteristic，HPPC)測試，分析其充放電特性。
當前，有多種經典的電池模型：理想等效模型中各參數均為不變量，因此精度較低；Thevenin模型增加了電池極化的影響，但不能反映各參數與荷電狀態(State of Charge，SOC)之間的關系[1-3]；PNGV模型對Thevenin模型進行了改進，但精度仍較低；RC模型能反映電池內阻、電流對SOC的影響，具有較好的動靜態特性。
目前，SOC的估算主要有開路電壓測量法、電量累積法、電化學積分法等[4-5]，而卡爾曼濾波算法與其他方法相比具有更高的估算精度，且可以修正系統初始誤差，有效抑制系統噪聲，因此常用于估算電池的SOC。本文提出一種擴展卡爾曼濾波算法，并進行建模仿真，具有很高的精度。
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作者信息：
崔耕韜，江衛華，涂 煒
(武漢工程大學 電氣信息學院，湖北 武漢443000)
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