Estimación del estado de carga de las baterías de litio basada en el algoritmo de filtro de Kalman insípido adaptativo
Autores: Lv, Jiechao; Jiang, Baochen; Wang, Xiaoli; Liu, Yirong; Fu, Yucheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Estimación del estado de carga de las baterías de litio basada en el algoritmo de filtro de Kalman insípido adaptativo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de gestión de baterías
Estimación de SOC
Filtro de Kalman insípido
Vehículo eléctrico
Batería de óxido de litio y cobalto
Algoritmo AUKF
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La estimación del estado de carga (SOC) de la batería es una de las funciones importantes del sistema de gestión de baterías del vehículo eléctrico, y la estimación precisa del SOC es de gran importancia para la operación segura del vehículo eléctrico y la vida útil de la batería. Entre los métodos de estimación de SOC existentes, el algoritmo de filtro de Kalman insensato (UKF) se utiliza ampliamente para la estimación del SOC debido a su transformación sin pérdidas y alta precisión de estimación. Sin embargo, el algoritmo UKF tradicional se ve muy afectado por el ruido del sistema y el ruido de observación durante la estimación del SOC. Por lo tanto, tomamos la batería de óxido de cobalto de litio como objeto de análisis y diseñamos un algoritmo de filtro de Kalman insensato adaptativo (AUKF) basado en innovación y residuos para estimar el SOC. En primer lugar, se estableció un modelo de circuito equivalente RC de segundo orden de acuerdo con las características físicas de la batería, y se utilizó el método de mínimos cuadrados para identificar los parámetros del modelo y verificar la precisión del modelo. Luego, se utilizó el algoritmo AUKF para la estimación del SOC; el algoritmo AUKF monitorea los cambios de innovación y residuo en el filtro y actualiza la covarianza de ruido del sistema y la covarianza de ruido de observación en tiempo real utilizando innovación y residuo, para ajustar la ganancia del filtro y realizar la estimación óptima. Finalmente, se realizó un análisis de comparación de errores de los resultados de estimación del algoritmo UKF y el algoritmo AUKF; los resultados demuestran que la precisión del algoritmo AUKF es un 2.6% mejor que la del algoritmo UKF.
Descripción
La estimación del estado de carga (SOC) de la batería es una de las funciones importantes del sistema de gestión de baterías del vehículo eléctrico, y la estimación precisa del SOC es de gran importancia para la operación segura del vehículo eléctrico y la vida útil de la batería. Entre los métodos de estimación de SOC existentes, el algoritmo de filtro de Kalman insensato (UKF) se utiliza ampliamente para la estimación del SOC debido a su transformación sin pérdidas y alta precisión de estimación. Sin embargo, el algoritmo UKF tradicional se ve muy afectado por el ruido del sistema y el ruido de observación durante la estimación del SOC. Por lo tanto, tomamos la batería de óxido de cobalto de litio como objeto de análisis y diseñamos un algoritmo de filtro de Kalman insensato adaptativo (AUKF) basado en innovación y residuos para estimar el SOC. En primer lugar, se estableció un modelo de circuito equivalente RC de segundo orden de acuerdo con las características físicas de la batería, y se utilizó el método de mínimos cuadrados para identificar los parámetros del modelo y verificar la precisión del modelo. Luego, se utilizó el algoritmo AUKF para la estimación del SOC; el algoritmo AUKF monitorea los cambios de innovación y residuo en el filtro y actualiza la covarianza de ruido del sistema y la covarianza de ruido de observación en tiempo real utilizando innovación y residuo, para ajustar la ganancia del filtro y realizar la estimación óptima. Finalmente, se realizó un análisis de comparación de errores de los resultados de estimación del algoritmo UKF y el algoritmo AUKF; los resultados demuestran que la precisión del algoritmo AUKF es un 2.6% mejor que la del algoritmo UKF.