[发明专利]一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测方法及系统在审

专利信息
申请号: 202111647325.5 申请日: 2021-12-30
公开(公告)号: CN114295999A 公开(公告)日: 2022-04-08
发明(设计)人: 林达;赵波;张雪松;杨帆;钱平;章雷其;刘敏;李志浩;汪相晋;倪筹帷;葛晓慧 申请(专利权)人: 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
主分类号: G01R31/392 分类号: G01R31/392;G06K9/62;G06N3/00;G06Q10/04;G06Q10/06
代理公司: 浙江翔隆专利事务所(普通合伙) 33206 代理人: 张建青
地址: 310014 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 间接 健康 指标 锂离子电池 soh 预测 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测方法,其特征在于,

提取锂离子电池部分充电过程中的电压、电流曲线的离散系数作为间接健康指标;

采用粒子群算法在样本训练过程中自动搜索多核高斯过程回归模型的最优超参数,建立基于粒子群算法优化的多核高斯过程回归模型,即PSO-MK-GPR模型;

将间接健康指标作为输入,容量作为输出,送入PSO-MK-GPR模型中进行训练,得出锂离子电池老化模型;

将在线提取的特征数据送入训练好的PSO-MK-GPR模型中,实现SOH预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测方法,其特征在于,利用高斯核函数和正弦平方核函数,将高斯过程回归模型修改为多核高斯过程回归模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测方法,其特征在于,提取间接健康指标后,采用pearson相关系数对所提取的间接健康指标与容量的相关性进行定量分析,对间接健康指标的有效性进行验证。

4.根据权利要求3所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测方法,其特征在于,进行定量分析后,再采用卡尔曼滤波对所提取的间接健康指标进行滤波优化,提高间接健康指标与容量的相关性。

5.根据权利要求1所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测方法,其特征在于,所述间接健康指标的提取内容如下:

恒流充电过程中的电压曲线与恒压充电过程中的电流曲线在锂离子电池全寿命周期过程中组成一组曲线族,引入离散系数作为特征,用以表示每个循环曲线的差异;离散系数是概率分布离散程度的一个归一化量度,用于比较不同样本数据的离散程度,其定义为:

其中,cvar为离散系数,σ为样本的标准差,μ为样本的平均值,N为样本个数,xi为样本,μ的定义为:

其中,X代表充电过程中的电压或电流数据,X0与Xe为某个循环所选区间的起始与终止电压或电流值,Time为该区间所经历的时间。

6.一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测系统,其特征在于,包括:

间接健康指标提取单元:提取锂离子电池部分充电过程中的电压、电流曲线的离散系数作为间接健康指标;

PSO-MK-GPR模型建立单元:采用粒子群算法在样本训练过程中自动搜索多核高斯过程回归模型的最优超参数,建立基于粒子群算法优化的多核高斯过程回归模型,即PSO-MK-GPR模型;

模型训练单元:将间接健康指标作为输入,容量作为输出,送入PSO-MK-GPR模型中进行训练,得出锂离子电池老化模型;

SOH预测单元:将在线提取的特征数据送入训练好的PSO-MK-GPR模型中,实现SOH预测。

7.根据权利要求6所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测系统,其特征在于,利用高斯核函数和正弦平方核函数,将高斯过程回归模型修改为多核高斯过程回归模型。

8.根据权利要求6所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测系统,其特征在于,提取间接健康指标后,采用pearson相关系数对所提取的间接健康指标与容量的相关性进行定量分析,对间接健康指标的有效性进行验证。

9.根据权利要求8所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测系统,其特征在于,进行定量分析后,再采用卡尔曼滤波对所提取的间接健康指标进行滤波优化,提高间接健康指标与容量的相关性。

10.根据权利要求6所述的一种基于间接健康指标的锂离子电池SOH预测系统,其特征在于,所述间接健康指标提取单元中,间接健康指标的提取内容如下:

恒流充电过程中的电压曲线与恒压充电过程中的电流曲线在锂离子电池全寿命周期过程中组成一组曲线族,引入离散系数作为特征,用以表示每个循环曲线的差异;离散系数是概率分布离散程度的一个归一化量度,用于比较不同样本数据的离散程度,其定义为:

其中,cvar为离散系数,σ为样本的标准差,μ为样本的平均值,N为样本个数,xi为样本,μ的定义为:

其中,X代表充电过程中的电压或电流数据,X0与Xe为某个循环所选区间的起始与终止电压或电流值,Time为该区间所经历的时间。

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