利索能及
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专利号: 2020113925858
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于退役电池的SOC、SOH联合估算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:建立综合考虑退役电池性能影响因素的电池单体模型,随后利用电池的HPPC测试所得试验数据拟合得到所建电池单体模型的离线模型参数;

步骤S2:根据所述试验数据联合蜂鸟‑神经网络算法估算电池的SOH,进而确定电池实际可用容量,以电池实际可用容量作为依据对安时积分法进行校正,获得改进安时积分法;

步骤S3:基于电池单体离线模型参数和改进安时积分法,采用离线‑迭代算法对电池SOC进行估算;

步骤S2中所述的根据所述试验数据联合蜂鸟‑神经网络算法估算电池的SOH,包括以下步骤:(21)神经网络算法的输入层选择试验数据中的开路电压、电流、温度、内阻,输出层选择电池SOH,构建神经网络SOH估算模型;

(22)利用蜂鸟算法对神经网络的权重和阈值进行寻优,并利用所述试验数据进行训练确定权重和阈值的最优解;

(23)通过优化后得到的蜂鸟‑神经网络模型估算退役电池SOH;

所述步骤(22)包括以下步骤:

(1)待优化的神经网络里所有的权重和阈值,共m个参数,将参数依次排列为c1,c2,…,cm,对任一参数设置为N个随机的非零值,形成集合Rci,设蜂鸟的总数为S,每只蜂鸟从鸟巢出发觅食,即每只蜂鸟根据集合Rci中每个元素的信息素状态,随机的从集合中选择一个元素,每个元素被选概率遵从下式:式中: 表示时刻t蜂鸟k依据元素i和元素j之间的信息量和启发式信息来进行备选元素选择的转移概率,τij(t)表示t时刻元素i与元素j之间的信息量,ηij(t)为对应τij(t)的启发式函数,α为信息素启发因子,β为期望启发因子,cank为蜂鸟k下一步可以选择的元素集合,s表示从集合cank中随机选取的元素,τis(t)表示t时刻元素i与元素s之间的信息量,ηis(t)为对应τis(t)的启发式函数;

(2)初始化,迭代次数Dc=1,设置最大迭代次数为Dmax,每个蜂鸟所携带的初始信息量τ0(0)=0,释放的信息量Δτ0(0)=0,所有蜂鸟位居鸟巢;

(3)蜂鸟出发觅食,觅食搜索过程相互独立,根据元素所含信息量,按照式(1)计算每个元素被选择的概率;

(4)重复步骤3,直到蜂鸟完成全部元素的选择后停止计算;

(5)将蜂鸟所选择的元素,作为神经网络参数,对神经网络进行学习训练,得到神经网络的实际输出,对比期望值ξ,得到对应的网络误差δ,并据此更新集合中元素的信息量,信息量全局更新规则如下:式中:τij(t)和τij(t+1)分别表示t时刻和下一时刻元素i与元素j之间的信息量,S为蜂鸟总数,ρ表示信息量挥发系数, 表示蜂鸟k在路径(i,j)上的释放的信息量,即信息素增量,Q表示全局信息量,为一个常数,Lk表示蜂鸟k走过的路径长度;

(6)重复步骤2到5,当蜂鸟收敛到同一路径或迭代达到最大次数时,停止迭代,输出最优权重和阈值。

2.根据权利要求1所述的用于退役电池的SOC、SOH联合估算方法,其特征在于:步骤S2中所述的确定电池实际可用容量,计算式为:CE=SOH·QE

式中:CE为电池实际可用容量,QE为电池额定容量,SOH为根据所述试验数据联合蜂鸟‑神经网络算法估算所得的电池SOH。

3.根据权利要求1所述的用于退役电池的SOC、SOH联合估算方法,其特征在于:步骤S2中所述改进安时积分法是指将步骤S2中获得的电池实际可用容量,作为安时积分法的除数项。

4.根据权利要求1所述的用于退役电池的SOC、SOH联合估算方法,其特征在于:所述步骤S3包括以下内容:当电池开始工作时,利用改进安时积分法估算电池SOC,当电池SOC的值达到指定数值时,检索步骤S1中获得的电池离线模型参数数据,根据SOC值查找模型参数数据得到电池当前状态的开路电压(Uocv)值;然后,基于SOC对应开路电压(Uocv)的函数曲线关系,得到此时SOC的真实值,最后将此值作为改进安时积分法的初始SOC,再利用改进安时积分法实施SOC估算,直到电池工作状态结束,停止迭代。

5.根据权利要求4所述的用于退役电池的SOC、SOH联合估算方法,其特征在于:所述的指定数值包括0.1×h,其中h=1,2,…,9。