[发明专利]一种构建锂离子电池等效电路模型的方法、系统及设备

权利要求书

1.一种构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤一，设置种群规模、选择率、交叉率、变异率和最大进化代数的参数值；

步骤二，使用遗传规划算法随机生成与步骤一中种群规模数量相同的初始种群，每个初始种群包括多个表达式树，每个表达式树包括一个随机的等效电路；

步骤三，按照步骤一中设置的选择率、交叉率和变异率，对所有初始种群进行选择、交叉和变异操作；

步骤四，计算产生的每个表达式树的适应度，将每个表达式树的适应度从大到小排列，取适应度较大一半的表达式树，并对保留的表达式树进行选择、交叉、变异操作，计算保留的表达式树的适应度；

步骤五，直到保留的表达式树的适应度满足步骤一中设定的最大迭代代数和适应度函数任意一项，解码最大适应度的表达式树，得到等效电路模型的拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，步骤二中，在进行交叉、选择、变异操作之前，先利用电路构造函数生成最小电路单元，最小电路单元构成终止符集，将最小电路单元插入到拓扑结构中，对等效电路的拓扑结构进行修改，修改后的等效电路为一个表达式树，再将表达式树经过交叉、变异、选择操作之后随机生成新一代，将得到的所有表达式树作为初始种群。

3.根据权利要求2所述的构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，步骤三中，电路构造函数包括连接修改函数、组件构造函数、算术构造函数和/或自动定义函数，电路构造函数构成函数集。

4.根据权利要求1所述的构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，计算表达式树适应度所采用的函数为Hoeffding不等式。

5.根据权利要求1所述的构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，每当进行选择、交叉、变异操作时，根据步骤一中的选择率，用适应度高的表达式树代替适应度低的表达式树；随机选取两个表达式树进行交叉操作，计算两个表达式树的2个节点数，随机产生2个在节点数范围内的随机数，在每个表达式树中找到随机数的节点位置，交换两个节点位置处的子树；随机选取一个表达式树，计算其节点数，生成一个在节点数范围内的随机数，在该节点处利用电路构造函数随机修改表达式树。

6.根据权利要求1所述的构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，解码最优表达式树的过程为：根据最优表达式树结构，得到等效电路的拓扑结构；转化为等效电路模型电路图；在仿真软件中，建立仿真模型。

7.根据权利要求6所述的构建锂离子电池等效电路模型的方法，其特征在于，将试验用电池的相关量中作为输入参数的数据放入步骤五得到的等效电路模型的仿真模型中，得到输出参数的估计值，将输出参数的估计值与试验用电池的相关量实际值对比，验证模型的误差范围是否大于3％，若误差范围大于3％，则最大迭代代数增加50，重新进行迭代。

8.一种构建锂离子电池等效电路模型的系统，其特征在于，包括：

初始种群生成模块，用于遗传规划算法随机生成初始种群，每个初始种群包括多个表达式树；

初始种群操作模块，用于对所有初始种群进行选择、交叉和变异操作；

适应度筛选模块，用于计算产生的每个表达式树的适应度，将每个表达式树的适应度从大到小排列，取适应度较大一半的表达式树，并对保留的表达式树进行选择、交叉、变异操作，计算保留的表达式树的适应度；

等效电路模型生成模块，用于当保留的表达式树的适应度满足设定的最大迭代代数和适应度函数任意一项，解码最大适应度的表达式树，得到等效电路模型的拓扑结构。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述构建锂离子电池等效电路模型的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述构建锂离子电池等效电路模型的方法的步骤。