1.一种电池SOC估算方法,其特征在于,包括:
构建神经网络模型,所述神经网络模型包括电池SOC预测模型和钳制预测模型,均采用RBF神经网络模型;
所述电池SOC预测模型以电池数据作为输入,以SOC预测值作为输出;
当静置电压回升时,再进一步通过所述钳制预测模型对SOC预测值进行修正,所述钳制预测模型以电池数据和电池静置前的电池SOC预测模型输出的SOC预测值作为输入;
所述电池数据包括电池的电压、电流和温度,静置电压是否回升根据电池的前后电压值进行判断;
采用混沌初始化及Levy飞行改进的蜉蝣算法,对电池SOC预测模型与钳制预测模型进行模型参数优化;
所述模型参数优化包括:
(2.1)混沌映射初始化径向基函数的中心、宽度和连接权值,混沌映射公式如下:(2.2)初始化种群;将种群数量设置为N,分组数目设置为D,最大迭代次数为Maxiter;
(2.3)创建组生成雌性和雄性蜉蝣种群,计算所有成员的适应度,公式如下:Ii=E(xi)
其中,Ii是适应度,xi为蜉蝣的空间位置,E(xi)为神经网络输出误差;
(2.4)通过蜉蝣适应度进行位置更新,位置更新公式通过Levy飞行改进,改进公式如下:v=rand*1
其中, 表示雄性蜉蝣第t代群体中的第i个个体的第j维的位置, 表示雌性蜉蝣第t代群体中的第i个个体的第j维的位置,i=1,2,3,…,N/2,N为种群大小数;α表示小步长与第i个个体当前位置与其历史的最优位置的距离的乘积,B为常数;Γ(·)是伽玛函数;rand为(0,1)之间的随机数;abs(·)是求数据绝对值的函数;
(2.5)雄性蜉蝣的自适应移动公式如下:
其中, 是蜉蝣i在j维度t时刻的速度,d是舞动距离系数,r是[‑1,1]的随机值,bestf(xi)是最佳的雄性蜉蝣,a1和a2是社会作用正吸引系数,pbest代表蜉蝣历史最佳位置,gbest代表全局最佳蜉蝣位置,β是蜉蝣的能见度系数,控制蜉蝣的能见范围;rp代表当前位置与pbest的欧式距离,rg代表当前位置与gbest的欧式距离,e是自然常数;
(2.6)雌性蜉蝣向配偶移动,若配偶弱于自己则自行搜索,公式如下:其中, 是蜉蝣i在j维度t时刻的速度,a2是社会作用正吸引系数,β是蜉蝣的能见度系数,rmf代表雌性蜉蝣距离雄性蜉蝣的距离, 表示雄性蜉蝣第t代群体中的第i个个体的第j维的位置, 表示雌性蜉蝣第t代群体中的第i个个体的第j维的位置,f(yi)是雌性蜉蝣的适应度,f(xi)是雄性蜉蝣的适应度;fl是一个随机游走系数,当雌性没有被雄性吸引时起作用;r是一个在范围[‑1,1]的随机数;
(2.7)蜉蝣交配公式如下:
offspring1=L*male+(1‑L)*femaleoffspring2=L*female+(1‑L)*male其中,offspring1表示雄性子体;L为随机数,取值范围为(0,1);male为雄性蜉蝣,female为雌性蜉蝣;offspring2表示雌性子体;
(2.8)如果达到终止标准,则输出得到的最优解作为优化模型的参数,否则,转至步骤(2.3)。
2.根据权利要求1所述的电池SOC估算方法,其特征在于,所述神经网络模型进行SOC预测的输出公式为:H(i,u,t,y)=Min[Kj(i,u,t),Qj(i,u,t,y)]其中,H(i,u,t,y)表示最终预测结果,i表示电池电流,u表示电池电压,t表示电池温度,y表示电池SOC预测模型的输出;Kj(i,u,t)表示第j个时刻电池SOC预测模型的预测结果;Qj(i,u,t,y)表示第j个时刻钳制预测模型的预测结果。
3.根据权利要求1所述的电池SOC估算方法,其特征在于,RBF神经网络模型的输出层,公式如下:其中,yi表示神经网络当前输出,h表示隐含层的结点数,wij表示神经网络输出层权重,σ表示高斯核宽度,xp表示第p个输入样本,cj表示第j个中心点,n表示输出的样本数或分类数。
4.根据权利要求1所述的电池SOC估算方法,其特征在于,RBF神经网络模型的适应度函数,公式如下:其中,E表示神经网络的输出误差,m表示子集测试样本个数,n表示输出的样本数或分类数,x表示输入样本,y表示子集中第i个个体实际输出值,h表示隐含层的结点数,wj表示神经网络输出权重,cj表示第j个中心点。
5.一种电池SOC估算系统,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被所述处理器执行时,实现权利要求1至4中任一项所述的电池SOC估算方法。
6.一种电池管理系统,其特征在于,包括:
检测单元,用于监测电池数据;
权利要求5所述的电池SOC估算系统,用于根据电池数据对电池SOC值进行预测,得到对应于SOC预测值的电池余量;
逆变器,用于将电池直流电转化为交流电输出到负载;
电池安全装置,用于根据电池数据检测电池组是否故障,若发生故障,则断开继电器;
继电器,用于控制电池通断;
以及,控制模块,用于获取电池数据和电池余量预测值,当电池余量低于20%时,控制逆变器限制最大输出电流;当电池余量达到极限值0%时,通过电池安全装置断开继电器。
7.根据权利要求6所述电池管理系统,其特征在于,电池数据包括电流、电压和温度,通过预设的电流阈值、电压阈值和温度阈值,确定电池组是否故障。
8.根据权利要求7所述电池管理系统,其特征在于,还包括显示模块,用于显示电池数据、电池数据对应的阈值数据,以及SOC预测值、电池余量和故障信息;当电池余量低于20%时,还显示电量警报提示信息。