تخمین پارامترها و وضعیت شارژ باتری با استفاده از فیلتر تطبیقی مقاوم جذر مکعبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه بیرجند

چکیده

در سیستم های مدیریت باتری‌، تخمین وضعیت شارژ (SOC) باتری بمنظور اطمینان از عملکرد و جلوگیری از شارژ و دشارژ زیاد از اهمیت بالایی برخوردار است. تخمین وضعیت شارژ باتری از اهمیت بالایی برای سیستم‌های مدیریت باتری‌ لیتیوم یون به‌منظور اطمینان از عملکرد و جلوگیری از شارژ و دشارژ بیش از حد برخوردار است. تا کنون روش‌های مختلفی برای تخمین وضعیت شار باتری ارائه شده است. در اکثر این روشها مشخصات آماری نویز پروسه و اندازه‌گیری معلوم فرض می‌شود. با وجود این، این مشخصات در کاربردهای واقعی نامشخص و حتی ممکن است با زمان تغییر کنند. با انتخاب نادقیق اطلاعات نویز پروسه و اندازه کیری، عملکرد فیلترها تحت تاثیر قرار گرفته و دقت تخمین وضعیت شارژ کاهش و حتی ممکن است به واگرایی منجر شود. برای رفع این مشکل، در این مقاله از فیلتر تطبیقی مقاوم جذر مکعبی برای تخمین وضیت شارژ باتری و از الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی برای تخمین پارامترهای باتری استفاده شده است. روش پیشنهادی در کنار امتیاز کاهش هزینه محاسبات، دارای امتیازاتی نظیر سازگاری افزایش یافته دارد که به پایداری عددی بیشتر و عملکرد بهتر منتهی می‌شود. این بدان دلیل است که در روش پیشنهادی همه ماتریس‌های کواریانس منتجه مثبت معین باقی می‌مانند. بعلاوه روش پیشنهادی در مواجهه با اطلاعات از پیش دانسته شده نادرست نویزها و همچنین نویزهای غیر گوسی مقاوم است. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، این روش با روش‌های کلاسیک تخمین وضعیت شار باتری مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد موثر روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش‌ها است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of parameters and state of charge battery using adaptive robust square-root cubature filter

نویسنده [English]

  • Ramazan havangi
چکیده [English]

In Battery Management Systems (BMS), State of charge of Battery (SOC) estimation is very important to ensure performance and to prevent overcharging and discharging. So far, various methods have been presented to estimate state of charge of Battery. In most of these methods, the statistical characteristics of process noise and measurement are assumed to be known. By choosing the wrong statistical characteristics of process noise and measurement, the performance of the filters is affected and the accuracy of the charging state estimation is reduced and may even lead to divergence. To solve this problem, in this paper, adaptive robust square-root cubature filter is used to estimate state of charge of battery and the least squares recursive algorithm is used to estimate the battery parameters. The proposed method, along with the benefits of reducing computational cost, has advantages such as increased compatibility leading to greater numerical stability and better performance. This is because in the proposed method, all variance matrices remain positive definite. In addition, the proposed method is robust to inaccurate noise information as well as non-Gaussian noise. To evaluate the performance of the proposed method, this method is compared with the classical methods. To evaluate the performance of the proposed method, this method has been compared with the classical method of estimating the state of charge of a battery. The results show the effective performance of the proposed method compared to the other methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lithium-ion Battery
  • State of Charge estimation
  • Robust filter
  • square-root cubature Kalman filter