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计量学报  2023, Vol. 44 Issue (11): 1719-1727    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2023.11.13
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基于自适应H2/H∞滤波的锂电池SOC和SOH联合估计
吴忠强,陈海佳
燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室,河北秦皇岛066004
Joint SOC and SOH Estimation for Lithium Batteries Based on Adaptive H2/H∞ Filtering
WU Zhong-qiang,CHEN Hai-jia
Hebei Key Laboratory of Industrial Computer Control Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, Hebei 066004; China
全文: PDF (2199 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 准确、实时地估计电池的荷电状态(state of charge,SOC)和健康状态(state of health,SOH)是现代电池管理系统的关键任务。通过自适应H2/H∞滤波器可对锂电池的SOC和SOH进行联合估计。该方法基于锂电池的二阶RC等效电路模型,采用AFFRLS法在线辨识锂电池的模型参数,并利用H2/H∞滤波器估计锂电池的SOC,AFFRLS辨识与H2/H∞滤波交替进行,得到一种自适应H2/H∞滤波器。SOH依据AFFRLS辨识的电池内阻进行估计,实现了锂电池SOC与SOH的联合估计。实验结果表明:自适应H2/H∞滤波算法的估计精度高且鲁棒性强,电池的SOC和SOH的平均估计误差始终保持在±0.19%以内,相比于EKF和H∞滤波算法有更高的估计精度与稳定性。
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作者相关文章
吴忠强
陈海佳
关键词 计量学荷电状态锂电池健康状态自适应H2/H&infin滤波参数辨识联合估计    
Abstract:Accurate and real-time estimation of a batterys state of charge (SOC) and state of health (SOH) is a key task of modern battery management systems.The SOC and SOH of lithium batteries can be estimated jointly by an adaptive H2/H∞ filter. This method is based on the second-order RC equivalent circuit model of lithium battery, and AFFRLS method is used to identify the model parameters of lithium battery online.Using H2/H∞ filter to estimate SOC of lithium battery, AFFRLS identification and H2/H∞ filter are alternated to obtain an adaptive H2/H∞ filter.SOH is estimated according to the internal resistance identified by AFFRLS, and the joint estimation of SOC and SOH of lithium battery is realized.The experimental results show that the adaptive H2/H∞ filtering algorithm has high estimation accuracy and strong robustness, and the average estimation error of SOC and SOH of the battery is always within 0.19%, which has higher estimation accuracy and stability than EKF and H∞ filtering algorithm.
Key wordsmetrology    state of charge    lithium batteries    state of health    adaptive H2/H&infin    filtering    parameter identification    joint estimate
收稿日期: 2022-11-21      发布日期: 2023-11-17
PACS:  TB971  
基金资助:河北省自然科学基金 (F2020203014)
通讯作者: 陈海佳(1998-),女,河北唐山人,硕士研究生,主要研究方向为动力电池的辨识与控制。Email:13191836160@163.com     E-mail: mewzq@163.com
作者简介: 吴忠强(1966-),男,上海人,燕山大学教授,主要从事动力电池能量管理方面的研究。Email:mewzq@163.com
引用本文:   
吴忠强,陈海佳. 基于自适应H2/H∞滤波的锂电池SOC和SOH联合估计[J]. 计量学报, 2023, 44(11): 1719-1727.
WU Zhong-qiang,CHEN Hai-jia. Joint SOC and SOH Estimation for Lithium Batteries Based on Adaptive H2/H∞ Filtering. Acta Metrologica Sinica, 2023, 44(11): 1719-1727.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.11.13     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2023/V44/I11/1719
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