应用kalman滤波法估计铅酸蓄电池soc

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1、——一交瀛与巷www．batlervchn．camI应用Kalman滤波法估计铅酸蓄电池SOC马文伟，郑建勇，尤鏊，张先飞(东南大学电气工程学院，江苏南京210096)摘要：在蓄电池的充／放电过程中，正确估计其剩余容量，对充／放电控制器采取下一步的动作有着非常重要的指导作用针对蓄电池充／放电的实际情况，在分析了传统SOC估计方法不足的基础上，引入Kahnan滤波法作为蓄电池荷电状态(sot)4#计的主要算法。本文采用Randles等效电路模型，详细给出了Kalman滤波法估计SOC的算法推导，通过Matlab软件仿真验证了运用Kalmal

2、1滤波法可以有效跟踪蓄电池SOC的变化，并且控制精度优于传统方法?关键词：铅酸蓄电池；荷电状态；卡尔曼滤波法中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1006—0847(2010)01～19—05Kalmanfilterforestimatingstate-of-chargeofVRLAbatteriesMAWen-wei，ZHENGJian-yong，YOUJun，ZHANGXian-fei(Collegeo／’ElectricedEngineering，SoutheastUniversity,NanjingJiangsu21009

3、6，China)Abstract：Duringthechin‘geordischargeofbattery．accurateestimationofresiducalcapacityisveryim—portanttothecontrollerwhichwilltakethenextaction．Inconsiderationofactualcharge／dischargeoflead—acid}totteryanddeficienciesoftraditionalmethods．anewapproachbasedonthewell—kn

4、ownKalmanFilteriSintrodu(：ed．ThispaperadoptsRandlescircuit．anddescribesindetailthedeductiontoestimateSOCoflead-acidbatterybyusingKalmanfilteringalgorithm．ByusingMatlabsoftware，itcanbeprovedthatthismethodcantrackreal—timepredictionofS0C．whichiSsuperiortotraditiona1measurem

5、entsintermsofcontrolaccuracv．Kevwords：lcadaci(I1)afiery；stateofcharge；KalinanFiher日前常用的方法有内阻检测法、开路电压法和1引言安时计量法。用内阻检测法时，当SOC>40％时，蓄电池荷电状态SOC是用来描述电池剩余容电池内阻几乎没有变化，放电电流对SOC的影响量的，是蓄电池在使用过程中的重要参数之，也很小I2l，因此通过电池内阻鉴别大于40％的剩余SOC=剩余容量／额定容量。在蓄电池充／放电过容量很【木J难。蓄电池的开路电压在数值上与电动势程中，需要对蓄电池

6、的剩余容量进行检测，根据很接近，电动势是电解液浓度的函数，电解液浓度SOC的大小埘蓄电池进行相应的控制。因此，测与蓄电池放电量成很好的线性关系，所以用开路电量蓄电池SOC的准确度越高，允／放电控制器的压可粗略估计蓄电池的剩余容量I。但足测量蓄电控制效果就越好。池的开路电压必须要求将其静置一段时间以达到电压稳定，这样势必会影响系统的正常运行状态。因此开路电压法虽然简单，但是不能动态检测SOC，收稿日期：2009—04—24并且随着蓄电池的老化，剩余容量下降时开路电压基金项目：【刊家863计划资助项目(2008AA052421)；“r—]2o

7、lN0。147变化不明显，无法准确估计蓄电池的SOC。安时会随每次迭代计算而变化，但在此假设中它们为常计量法是最常用的SOC估计方法，通过对电池的数；为系统状态；“为控制输入；yK为系统输⋯电流进行积分估计SOC。如果充／放电起始状态为。SOC。，那么当前状态的SOC为：3蓄电池模型的建立1SOC：SOC(”)一厂JI0T1。hl1-(＼1)3．1Randles电路模型k在运用卡尔曼滤波法对蓄电池进行SOC估计其中c~为蓄电池额定容量，为充／放电电流，时，要选择一个合适的蓄电池电路模型来反应电池为库仑效率。安时计量法便于理解，应用简单，但

8、的特性是存在以下3个问题：第～，起始状态SOC。无日前常用的捕述蓄电池SOC的模型有以下3法估计；第二，如果放电电流波动比较剧烈，安时种：(1)Thevenit1电池模型，主要缺点是模型中计量