范艳成
　　
　　（西安军代局驻黄河厂军代室，西安710043）
　　
　　摘要：荷电状态是标示蓄电池能力的一个重要参数，因此如何确定SOC很重要。本文介绍了一种新型的基于最小二乘法的电动势-内阻模型来预测蓄电池的荷电状态，这种方法可在线测试，也无需深度放电再充电，延长了蓄电池的使用寿命，且精度较高。
　　　　
　　

2 基于最小二乘法的阻抗参数算法设计
　　
　　最小二乘法提供了一个估算方法，通过估算能得到一个在最小方差意义上与实验数据最好拟合的数学模型。
　　
　　由图1可以看出，决定铅酸蓄电池内部阻抗的参数为R1、R2和C，其中R1表示铅酸蓄电池的欧姆电阻，R2表示铅酸蓄电池的极化电阻，C表示铅酸蓄电池的极化电容。下面将按四个步骤对蓄电池阻抗参数进行辨识。
　　
　　（1）根据铅酸蓄电池阻抗的原理和电路叠加原理，从铅酸蓄电池阻抗模型得出阻抗参数辨识的数学模型：u=i1Z1+i2Z2+i3Z3
　　
　　式中：i1,i2,i3为频率分别是ω1,ω2,ω3的三个正弦激励电流信号，u为铅酸蓄电池在这三个电流信号激励下的交流响应电压，Z1,Z2,Z3是铅酸蓄电池在频率分别为ω1,ω2,ω3的正弦激励电流下的内部阻抗，为待估计的模型参数。
　　
　　（2）根据式（2）得到模型参数与铅酸蓄电池阻抗参数的关系：

　　　　
　　联立（6）和（7）解出铅酸蓄电池的阻抗参数R1、R2和C。
　　
　　3 SOC的模型参数辨识
　　
　　假设被测铅酸蓄电池的荷电状态为SOC0，将该铅酸蓄电池以恒定电流I对负载放电，并且测得在放电初始时刻铅酸蓄电池的端电压、内阻分别为U0,R1(0),R2(0)，根据式（5）有：

　　
　　　
　　根据最小二乘法的原理求解该矩阵方程，得到θ的一组估计值

　　　　
　　被测铅酸蓄电池的荷电状态就可以用
　　　　
　　4 结束语
　　
　　在建立了简化的蓄电池阻抗模型的前提下，本文分析了与荷电状态相关因素，提出了电动势-内阻模型，该方法克服了传统荷电状态测试法的缺陷，避免了循环放电对电池的影响，它将问题转化为由外部可测量参数（如电压、电流、温度等）来估计蓄电池的荷电状态。经实验验证，此法可有效的提高检测蓄电池荷电状态的准确性，具有很强的实用价值。
　　
　　参考文献
　　
　　[1]曹建平，江国栋，周健.基于电池内阻分析的快速充电策略研究与设计.电测与仪表.2008
　　
　　[2]邵双喜,史鹏飞,马亚旗.阀控密封铅酸蓄电池电导/内阻与电池性能关系研究[J].蓄电池,2001,03
　　
　　[3]G.Loth,GJ.May,M.Mion,A.Capellini,D.Shaffer.TheUseofImpedanceMeasurementasanEffectiveMethodofValidatingtheIntegrityofVRLABatteryProduction[J].2004,IEEE.
　　
　　[4]ShinvaSato,AtsuoKawamura.ANewEstimationMethodofStateofChargeusingTerminalVoltageandInternalResistanceforLeadAcidBattary[J].2005IEEE.565~568.
　　
　　[5]陈涛铅酸蓄电池状态参数辨识及应用[D].北京：装甲兵工程学院硕士学位论文，2009.12.
　　
　　作者简介
　　
　　范艳成（1983-）,男。山东人，硕士研究生。主要研究方向为电力电子技术及应用。
　　
　　【红尘有你】