(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110571564.0 (22)申请日 2021.05.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113419123 A (43)申请公布日 2021.09.21 (73)专利权人 四川轻化工大 学 地址 643000 四川省自贡 市自流井区汇兴 路519号 (72)发明人 王春　陈俑志　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 岳东升　杨帅峰 (51)Int.Cl. G01R 31/00(2006.01) G01R 1/44(2006.01)G06F 17/16(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) (56)对比文件 CN 105449739 A,2016.0 3.30 CN 105093128 A,2015.1 1.25 审查员 何俊儒 (54)发明名称 一种用于变温度环境的串联超级电容组荷 电状态估计方法 (57)摘要 本发明提供了一种用于变温度环境的串联 超级电容组荷电状态估计方法， 其选出表征单体 通过不同温度下的戴维南模型参数建立变温度 模型， 然后基于变温度模型使用自适应扩展卡尔 曼滤波算法结合实际工况的电流电压值完成串 联超级电容组的SOC估计。 该方法可以在温度变 化的情况下快速得到模型的参数值， 从而精确的 估计出串联超级电容组的SOC值， 解决了在传统 SOC估计方法中缺少对温度的建模所导致的误差 较大的问题， 同时， 通过自适应扩张卡尔曼滤波 求解状态空间方程的手段， 即使在温度连续变化 时系统也能做出及时的反应 。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 113419123 B 2022.09.13 CN 113419123 B 1.一种用于变温度环境的串联超级电容组荷电状态估计方法， 其特征在于： 具体包括 以下步骤： 步骤1、 在串联超级电容组的各电容单体中筛选出电压最高的单体作为表征单体， 用表 征单体的荷电状态 表征超级电容组的荷电状态； 步骤2、 在多个温度下对串联超级电容组进行HPPC充放电试验， 得到充放电电流I和电 压U， 以及采样时间 间隔Δt； 步骤3、 对所述表征单体建立戴维南等效电路模型， 使用由所述步骤2得到的不同温度 下的数据对表征 单体进行参数辨识； 步骤4、 引入温度修正因子函数 其中ST、 S0分别表示温度T与基准温度下戴维 南模型的电阻Ri、 Rd、 时间常数τ 的值， 其中 表示温度T下戴维南模型的 电阻Ri的值， 表示基准温度下戴维南模型的电阻Ri的值； 其中 表示 温度T下戴维南模型的电阻Rd的值， 表示基准温度下戴维南模型的电阻Rd的值； 其中ST, τ表示温度T下戴维南模型的时间常数τ 的值， S0, τ表示基准温度下戴维 南模型的时间常数τ 的值； 针对戴维南模型的开路电压建立关于SOC和温度的多项式函数； 依次对温度修 正因子函数和多 项式函数进行拟合， 得到串联超级电容组的变温度模型； 步骤5、 基于所述变温度模型建立串联超级电容组的状态 空间模型， 利用自适应扩张卡 尔曼滤波算法对串联超级电容组的SOC进行估计。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于： 所述步骤3中对表征单体进行参数辨识具体 基于遗传算法实现。 3.如权利要求1所述的方法， 其特征在于： 所述步骤4中， 温度修正因子函数λT具体使用 傅里叶级数拟合得到： 式中， a、 b、 c、 d均为拟合系数； 对所述开路电压Uoc建立关于SOC和温度的三维多 项式： Uoc(soc,T)＝a1+a2*soc+a3 *T+a4*soc2+a5*soc*T +a6*T2+a7*soc3+a8*soc2*T+a9*soc *T2+a10*T3 式中， soc为当前采样时刻的SOC值， a1、 a2、 a3、 a4、 a5、 a6、 a7、 a8、 a9、 a10均为拟合系数。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于： 所述步骤5中建立的所述状态空间模型具体 采用以下 形式： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113419123 B 2其中， k为某个特定时刻， xk为超级电容组在k时刻的系统估计 状态， yk为超级电容组在k时刻的观测矩阵， uk‑1为超级电容组在k ‑1时刻的系统输入矩阵， ωk‑1和vk为系统噪声协方差矩阵， 式中， xk＝[UD,k zk]T； uk＝iL,k； Δt为采样时间间隔； zk为k时刻的SOC值； UD,k为k时刻的 极化电压值； Ca为超级电容的最大 可用容量； η表示充电效率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113419123 B 3