[发明专利]一种基于互信息的储能电池状态判定方法

权利要求书

1.一种基于互信息的储能电池状态判定方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：对历史不同运行状态的以及待检测的储能电池端电压预处理；具体如下：

步骤1.1：利用测量设备采集m个储能电池在一次充放电测试过程中的端电压信号，m个储能电池的分为“正常”和“故障”两种，而故障的类型又分为S-1种具体类别，因此，m个储能电池包含S种类别，并标注每个信号的类别L_s,s＝1,2,…,S；

步骤1.2：对m个历史端电压数据进行一阶差分，预处理，结合储能电池的运行状态类别L_s,形成数据样本集合A，设置抽取样本子集数量R、子集容量Q、比较阈值δ，并令r＝1；

步骤2：生成储能电池状态判定证据；对数据样本集合A随机抽样，形成容量为Q的子集B_r，r＝1,2,…,R，并且抽样过程保证子集B_r中样本互斥；

步骤3：利用测量设备采集待检测储能电池在一次充放电测试过程中的端电压信号，计算端电压一阶差分，定义其由随机变量Y表示，令j＝1；

步骤4：计算待检测储能电池与子集B_r中每个样本间的互信息；假设待检测储能电池端电压一阶差分数据所代表随机变量Y、子集B_r中第j个的样本所代表随机变量为和p(y)表示随机变量和Y的边缘概率分布函数，表示随机变量和Y的联合概率分布函数，则其互信息计算公式为：

步骤5：判断j是否大于或等于Q，若是则进入步骤6，若否则j＝j+1并返回步骤4；

步骤6：计算所得互信息值的和并对互信息值从大到小依次累加，直至累计结果与互信息值和的比值大于或等于设定阈值δ；

步骤7：统计子集B_r中历史储能电池样本所对应不同类别的数量以及参与累加过程样本所对应不同类别出现的频数计算出该子集的判定证据向量为：

步骤8：形成融合的最终储能电池状态判定结果；判断子集B_r个数达到设定值，即r是否小于R，若是，则令r＝r+1并返回步骤2继续产生判定证据向量，若不是，则计算R个差异子集产生判定证据向量的平均值，形成最终判定证据向量，根据最终判定证据向量中的数值情况判断待检测储能电池的运行状态类型，返回最终判定证据向量中最大值所代表储能电池正常或故障类型为最终判定结果，完成待检测储能电池运行状态的判定过程。

2.根据权利要求1所述一种基于互信息的储能电池状态判定方法，其特征在于，所述步骤4中表示随机变量和Y的边缘概率分布函数和p(y)的分布计算过程如下：

步骤4.1：取检测电池端电压一阶差分信号的最大值y_max和最小值y_min，并在[y_min,y_max]内等分区间N份；

步骤4.2：计待检测储能电池端电压一阶差分信号各点落在不同区间的频数，并除以待检测储能电池端电压一阶差分信号的数据总数，获得各区间发生的概率，记为随机变量Y的边缘概率分布p(y)。

3.据权利要求2述一种基于互信息的储能电池状态判定方法，其特征在于，所述步骤4中随机变量和Y的联合概率分布函数的计算方法如下：获取电池端电压一阶差分信号和子集B_r中第j个样本同一时刻发生在边缘概率分布函数所划分区间的频数，并除以待检测储能电池端电压一阶差分信号的数据总数，获得各区间发生的概率，记为随机变量Y和的联合概率分布

4.根据权利要求1所述一种基于互信息的储能电池状态判定方法，其特征在于，所述步骤6的具体步骤包括：

步骤6.1：计算所得互信息值的和令j＝1且MidInfo＝0；

步骤6.2：从大到小排序互信息值并依次累加互信息值，即直至累加结果与互信息值和的比值MidInfo/SI^(r)≥δ，记录子集B_r中参与累加过程的历史储能电池的类型。

5.根据权利要求1所述一种基于互信息的储能电池状态判定方法，其特征在于，所述步骤8的具体步骤包括：

步骤8.1：判断子集B_r个数是否达到设定值，即r是否小于R，若是，则令r＝r+1并返回步骤2继续产生判定证据向量Evi^(r)，若不是，则进入步骤8.2；

步骤8.2：计算R个差异子集产生判定证据向量的平均值形成最终判定证据向量Evi＝[η₁,η₂,...,η_S]，其中

步骤8.3：根据最终判定证据向量中η₁,η₂,...,η_S的数值情况判断待检测储能电池的运行状态类型，返回最终判定证据向量中最大值所代表储能电池正常或故障类型为最终判定结果L_s＝arg(max(Evi))，arg(·)表示返回最大值所代表储能电池类型的函数，完成待检测储能电池运行状态的判定过程。