基于逆动态建模的并联电池状态估计

本文研究了并联电池单元的状态（包括荷电状态）估计问题。以往的研究强调了该问题的重要性，并提出了多种求解方法。算法的可扩展性和可观测性分析均具有挑战性，特别是因为底层的电池组动态由微分代数方程控制。我们的工作从一个新颖的视角解决了这些挑战，即首先反转并联电池组动态的因果关系，从而打破电池组模型底层的代数环。这极大地简化了可观测性分析和观测器设计，并带来三项新颖贡献。首先，本文推导了适用于任意电池单元数量及其各自任意阶动态的状态可观测性数学条件。其次，本文提出了一种电池单元分组方法，使得其集总动态是可观测的。最后，本文提出了一种新颖的电池组状态估计器，通过采用逆动态建模实现计算可处理性。最后，我们使用两种电池化学体系的实验参数化模型，对该估计器进行了蒙特卡洛仿真研究。仿真结果突显了聚类策略和逆动态方法在状态估计中的计算优势。