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第13卷第9期储能科学与技术Vol.13No.9
2024年9月EnergyStorageScienceandTechnologySept.2024
AI辅助先进电池设计与应用专刊
基于电热耦合模型的宽温域锂离子电池SOC/SOP联合估计
刘莹1,2，孙丙香1,2，赵鑫泽1,2，张珺玮1,2
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（北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心，北京100044；北京交通大学载运装备多
源动力系统教育部重点实验室，北京100044）
摘要：准确的状态估计对于锂离子电池安全可靠运行具有重要意义，但由于非线性强，多参数耦合，实现宽温
域多参数联合在线估计难度较大。考虑到温度影响，建立电热耦合模型，采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)在线辨
识电池参数，通过电压及温度仿真验证了模型的准确性；然后针对无迹卡尔曼滤波算法(UKF)历史数据利用率低
的问题，引入多新息理论(MI)改进UKF，改进后的算法在非电压平台区荷电状态(SOC)估计均方根误差不超过
1.2%，相较于改进前误差降低了30%以上，并结合安时积分法设计切换算法，解决了MIUKF算法在磷酸铁锂
电池电压平台区无法通过电压反馈修正SOC估计误差的问题，实现了宽温域复杂工况下全区间SOC的准确估
计，在不同SOC初始值条件下验证了结合算法的准确性，均方根误差不超过3%，为峰值功率(SOP)估计提供了
可靠的SOC值；最后将温度约束引入到SOP估计中，提出多约束条件下的SOP估计方法，结果表明在高温条
件下，温度起到关键限制作用，可以防止电池温升过大，减少安全隐患。
关键词：磷酸铁锂电池；宽温域；SOC/SOP联合估计；电热耦合模型；改进UKF；多约束条件
doi：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0659
中图分类号：TM912文献标志码：A
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