锂电池SOC估计的实现方法分析与性能对比
黎冲, 王成辉, 王高, 鲁宗虎, 马成智

Review on implementation method analysis and performance comparison of lithium battery state of charge estimation
Chong LI, Chenhui WANG, Gao WANG, Zonghu LU, Chengzhi MA
表5 用于锂电池SOC估计的卡尔曼滤波类技术
Table 5 Kalman filter-like technology for estimating SOC of lithium battery
方法名称技术优势技术局限性
KF

1.可观测非直接测量变量;

2.只需要保存前一时刻状态,占用内存小,计算速度快

1.仅适用于线性高斯系统;

2.状态过程和观测方程噪声满足为高斯白噪声

EKF

1.适用于非线性系统;

2.收敛速度较快

1.泰勒展开导致算法估算精度较低,且计算量大;

2.截断误差可能导致发散

UKF

1.避免线性化过程产生的误差,算法准确性高;

2.无需线性化近似,计算量小

1.初始化后噪声矩阵无法适时调整;

2.误差协方差矩阵负定而造成滤波发散

CKF

1.适用于高维非线性系统;

2.无需线性化近似,计算量小,实时性更好

1.不适用复杂加性噪声的动力系统
AKF

1.实时修正误差,更为准确;

2.有效避免算法发散;

3.适应复杂工况

1.算法计算量大;

2.算法依赖参数辨识效果

模糊卡尔曼滤波

1.模糊调节器实时调整噪声协方差矩阵,算法精度高;

2.适用于极端工况

1.模糊论域选择高度依赖专家经验;

2.模糊调节器难以设计

多新息拓展卡尔曼

1.多新息提高EKF精度;

2.充分利用历史信息

1.泰勒公式引入截断误差;

2.算法准确性依赖历史信息正确性

中心差分卡尔曼

1.算法计算速度较快;

2.算法具备更高精度

1.过程噪音与测量噪音方差难以量化;

2.算法自适应能力不足