ups不間斷電源估算模型的模塊化設(shè)計(jì)，為解決ups電源的SOC估算問(wèn)題，針對(duì)動(dòng)力環(huán)境，應(yīng)用RP-UKF估算方法，基于S-ECM模型的狀態(tài)空間方程參數(shù)辨識(shí)，優(yōu)化計(jì)算過(guò)程并構(gòu)建狀態(tài)方程和觀測(cè)方程。通過(guò)參數(shù)辨識(shí)方法研究，展開(kāi)ups電源SOC估算模型RP-UKF的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。基于ups電源S-ECM模型，構(gòu)建狀態(tài)空間方程，融入迭代計(jì)算過(guò)程實(shí)現(xiàn)SOC估算，結(jié)合單體間平衡狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋修正SOC估算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)步驟如下所述。ups不間斷電源方法在現(xiàn)有電池等效模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)并構(gòu)建了S-ECM模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)ups電源工作過(guò)程的準(zhǔn)確描述。通過(guò)改進(jìn)無(wú)跡卡爾曼濾波估算過(guò)程，構(gòu)建RP-UKF估算模型，通過(guò)融入改進(jìn)后的S-ECM等效模型及其狀態(tài)空間方程以提高計(jì)算效率，并且利用精簡(jiǎn)粒子無(wú)跡變換減小估算偏移。結(jié)合模型的狀態(tài)空間描述，解決了單體間不平衡對(duì)估算的影響。在原有迭代計(jì)算處理基礎(chǔ)上，采用等效電路模型和卡爾曼濾波算法相結(jié)合的方式，使其估算過(guò)程具有較強(qiáng)的環(huán)境適用性。通過(guò)構(gòu)建精簡(jiǎn)粒子無(wú)跡卡爾曼濾波(RP-UKF)模型，進(jìn)行估算的遞歸運(yùn)算并實(shí)現(xiàn)單體間平衡狀態(tài)影響下成組SOC值的綜合求取。該SOC估算模型在卡爾曼濾波估計(jì)算法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)現(xiàn)有線性化處理機(jī)制并解決了估算偏移問(wèn)題，該修正過(guò)程通過(guò)測(cè)量閉路電壓得到實(shí)現(xiàn)，提高了估算精度。由于模型S-ECM參數(shù)隨SOC值會(huì)發(fā)生明顯變化，時(shí)變模型參數(shù)應(yīng)用于該SOC估算模型的構(gòu)建過(guò)程中，進(jìn)而確定估算模型的總體結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用于ups電源SOC估算。通過(guò)RP-UKF模型總體結(jié)構(gòu)及其各個(gè)子模塊設(shè)計(jì)，使用仿真和實(shí)驗(yàn)分析對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)ups電源的SOC估算。進(jìn)而構(gòu)建狀態(tài)估算的模型，結(jié)合電池等效模型及其狀態(tài)空間方程實(shí)施，實(shí)現(xiàn)ups電源充放電過(guò)程中的SOC估算。所構(gòu)建的SOC估算模型主要包括以下三方面的內(nèi)容：

1)模型輸入。主要包括測(cè)量的電流信號(hào)、包含噪聲的溫度、額定容量以及模型S-ECM的參數(shù)辨識(shí)結(jié)果。通過(guò)ups電源的動(dòng)力輸出過(guò)程進(jìn)行模擬，設(shè)置1C，A工作電流并摻雜高斯白噪聲，用于模擬實(shí)際的工作電流情況，并用作估算模型的輸入?yún)⒘俊ＴO(shè)定環(huán)境溫度并摻雜方差為1.00的高斯白噪聲，模擬工作環(huán)境。記錄ups電源的S-ECM參數(shù)辨識(shí)結(jié)果，并用作模型輸入?yún)?shù)。

2)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)與估算。主要包括輸出電壓信號(hào)跟蹤和具有適應(yīng)性的SOC估算，用于達(dá)到不同環(huán)境噪聲影響下的SOC估算目標(biāo)，使用采樣電壓作為輸入信號(hào)，用于預(yù)測(cè)和修正過(guò)程。通過(guò)使用最小均方誤差收斂準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)具有適應(yīng)性的SOC估算。

3)狀態(tài)輸出和結(jié)果分析。通過(guò)估算結(jié)果的對(duì)比分析實(shí)現(xiàn)估算效果的評(píng)價(jià)。通過(guò)比較SOC估算和檢測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)估算結(jié)果的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析方差變化，不斷調(diào)整參數(shù)值以優(yōu)化估算模型。該估算模型中基于卡爾曼濾波理論，在估算過(guò)程的前端融入無(wú)跡變換處理，以避免高階項(xiàng)丟失帶來(lái)的預(yù)測(cè)偏移。融入成組工作單體間的平衡狀態(tài)函數(shù)關(guān)系，把單體間差異應(yīng)用于修正過(guò)程中，獲得修正后的ups電源SOC估算值。該方法不僅能動(dòng)態(tài)表征ups電源的工作過(guò)程，還能表征充放電差異，具有估算時(shí)間短、計(jì)算效率高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算處理的模塊化設(shè)計(jì)，獲得SOC估算模型結(jié)構(gòu)如圖6-11所示。選代運(yùn)算的基本過(guò)程如下所述。測(cè)量工作電流和溫度信號(hào)作為信號(hào)輸入。

ups不間斷電源采用不同電流倍率進(jìn)行充放電測(cè)試|針對(duì)7只單體串聯(lián)形成的ups電源，使用研制的BMS設(shè)備在設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件下獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行模擬工況分析。T代表工作溫度，考慮理離子電池組在充放電過(guò)程中的發(fā)熱現(xiàn)象以及散熱條件，通過(guò)溫度傳感器獲得在電池組電極上的實(shí)時(shí)溫度測(cè)量值。通過(guò)把參數(shù)矩陣、預(yù)測(cè)過(guò)程和修正過(guò)程進(jìn)行模塊化處理，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)，進(jìn)而把狀態(tài)變量輸出到緩存空間，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測(cè)和分析。在模型參數(shù)初始化設(shè)定過(guò)程中，各參數(shù)的求取過(guò)程通過(guò)HPPC實(shí)驗(yàn)獲得，并結(jié)合已知OCV-S0C函數(shù)關(guān)系展開(kāi)多項(xiàng)式曲線擬合研究。Q。表示ups電源的額定容量，選用實(shí)驗(yàn)樣本的額定容量修正值，并把老化因素引入SOC估算的修正過(guò)程中。模塊C_E為庫(kù)侖效率修正子模塊，輸入為實(shí)時(shí)工作電流和工作溫度T，輸出參數(shù)n為庫(kù)侖效率。模塊KF_Est為估算過(guò)程中的子模塊，通過(guò)把n、1、U.(k)和Q，等參數(shù)作為輸入，運(yùn)用以卡爾曼濾波為基礎(chǔ)的估算流程，實(shí)現(xiàn)SOC估算及其誤差協(xié)方差參數(shù)Error_Cov的計(jì)算。模塊Meas為融合觀測(cè)方程的修正過(guò)程，通過(guò)把n、1、2、Uc和R，作為輸入，實(shí)現(xiàn)修正計(jì)算。在估算模型的輸出變量中，【為模擬工況電流，Est_Error表示估算值的誤差，U(k)表示團(tuán)路電壓跟蹤值，Est_Comp為估算值與實(shí)際值的實(shí)時(shí)觀測(cè)對(duì)比矩陣，Error_Cov為估算結(jié)果的誤差協(xié)方差。ups不間斷電源