15、电池电量计量与热管理技术解析

电池电量计量与热管理技术解析

1. 电池电量计量（Battery Fuel Gauging）

电池电量计是电池管理系统中至关重要的部分，其中荷电状态（SOC）是电池电量计需要估计的最重要参数。目前，常见的 SOC 估计方法主要有以下三种：
- 库仑计数法（Coulomb counting approach） ：通过对电池充放电电流进行积分来计算 SOC 的变化，但该方法存在累计误差，且对电流测量精度要求较高。
- 基于电压查找的方法（voltage lookup - based approach） ：根据电池电压与 SOC 的对应关系，通过查找表格来确定 SOC。然而，电池电压受多种因素影响，如温度、充放电速率等，使得这种方法的准确性有限。
- 基于融合的方法（fusion - based approach） ：结合多种测量信息来估计 SOC，其中基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的融合方法受到了广泛关注。

EKF 方法在理论上具有较好的性能，但在实际应用中存在一定的局限性。EKF 只有在模型参数准确已知的情况下才可靠，当模型参数与实际情况存在偏差时，EKF 估计结果会出现发散。以下是 EKF 方法在不同参数不匹配情况下的表现：
| 不匹配情况 | SOC 跟踪 | 平均标准化创新平方（Average NIS） | t 统计量（t - statistic） |
| — | — | — | — |
| 过程噪声不匹配 | 可能出现跟踪不准确 | 数值异常 | 偏离正常范围 |
| ECM 模型参数 R0 不匹配 | 跟踪误差增