1.一种基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)采集锂电池充放电数据,利用KD树对所述锂电池充放电数据进行缺失值填补,建立第一数据集;
(2)建立锂电池SOC估计模型,利用所述第一数据集对锂电池SOC估计模型进行训练,利用训练好的锂电池SOC估计模型进行SOC估计,得到SOC估计值;
(3)利用OSELM模型对所述SOC估计值进行误差校正,得到最终SOC估计值;
(4)将所述最终SOC估计值与锂电池充放电数据组成第二数据集,建立基于PatchTST模型的锂电池SOH估计模型利用所述第二数据集对锂电池SOH估计模型进行训练,利用训练好的锂电池SOH估计模型进行SOH估计,得到最终SOH估计值;
步骤(3)包括如下步骤:
(3.1)建立SOC误差时间序列errorm=Ovm‑Ypm,Ovm表示m时刻的SOC真实值,Ypm表示m时刻的SOC初始预测值;
(3.2)使用OSELM模型利用m时刻之前的数据对m时刻的errorm进行预测,得到SOC在m时刻误差预测结果;
final
(3.3)最终锂电池SOC估计值Ypm =Ypm+errorm;
步骤(4)中,利用改进的算数优化算法对所述锂电池SOH估计模型的超参数进行优化,所述改进的算术优化算法包括如下步骤:(4.1)采用精英反向学习策略进行种群初始化,计算并评估当前解的反向解,从当前解及其反向解中选取最优解的超参数值作为新一代个体;其计算方式如下:式中,i表示PatchTST模型超参数种群个体的横坐标,j表示PatchTST模型超参数种群个体的纵坐标, 表示为个体的反向解,G为在(0,1)上的动态系数, 为精英个体,θj和γj分别为上下与左右的动态边界;
(4.2)定义随机数r1,当r1<MOA时进入步骤(4.3),否则进入步骤(4.4),其中MOA为数学函数加速器值;
(4.3)基于除法运算符和乘法运算符进行全局搜索;全局搜索的计算方式如下:式中, 为最佳PatchTST模型超参数个体纵坐标值,MOP为数学优化概率,ε为概率因子,uB为上限,lB为下限,μ=0.499,r2为[0,1]之间的随机数;
(4.4)基于加法运算符和减法运算法进行局部开发;局部开发的计算方式如下:式中,r3为[0,1]之间的随机数;
(4.5)结束改进的算法优化过程。
2.根据权利要求1所述的基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计方法,其特征在于,步骤(1)包括如下步骤:(1.1)将锂电池充放电数据在K维空间进行分割并构造KD树的节点;
(1.2)在KD树中查找每个节点的近邻节点;
通过遍历KD树中的每个节点,计算其正方形边界范围Eps;
从KD树的根节点开始查找其近邻节点,对于当前节点,比较KD树中的每一层对应维度上的值是否在当前节点的Eps内,如果在Eps内,则将节点之间距离小于Eps的节点加入当前节点的邻域集合内,若不在边界范围内则去子树中查找;
(1.3)在每个节点的所述邻域集合中,选择距离最近的节点进行缺失值填补。
3.根据权利要求2所述的基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计方法,其特征在于,步骤(1.2)中,计算节点之间距离的方法为:dis(P1,P2)=2×Eps×arcsin(sqrt(d))
2 2
d=cos(α1)×cos(α2)×sin(ω)+sin(θ)θ=(α2‑α1)÷2
ω=(β2‑β1)÷2
式中,α1,β1分别为节点P1的横、纵坐标,α2,β2分别表示节点P2的横、纵坐标,dis(P1,P2)为P1,P2两节点之间的距离。
4.根据权利要求1所述的基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计方法,其特征在于,步骤(2)包括如下步骤:(2.1)设置基于高斯过程的先验分布,初始化卡尔曼模型的状态估计和状态协方差矩阵;
(2.2)根据当前采样时间锂电池的状态估计和卡尔曼模型,预测下一时刻锂电池的荷电状态,求解预测状态的均值和方差;
(2.3)利用预测状态的均值和方差、下一采样时间锂电池充放电数据及其协方差矩阵,更新所述状态估计和状态协方差矩阵,更新后的所述状态估计和状态协方差矩阵为后验分布;
(2.4)根据后验分布的方差计算锂电池SOC估计的置信度;
(2.5)重复步骤(2.2)~(2.4),以锂电池SOC估计模型直至误差收敛,输出锂电池SOC估计值。
5.一种基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计系统,其特征在于,包括:数据采集单元,用于采集锂电池充放电数据,利用KD树对所述锂电池充放电数据进行缺失值填补,建立第一数据集;
SOC预估计单元,用于建立锂电池SOC估计模型,利用所述第一数据集对锂电池SOC估计模型进行训练,利用训练好的锂电池SOC估计模型进行SOC估计,得到SOC估计值;
SOC估计单元,用于利用OSELM模型对所述SOC估计值进行误差校正,得到最终SOC估计值;包括如下步骤:(1‑1)建立SOC误差时间序列errorm=Ovm‑Ypm,Ovm表示m时刻的SOC真实值,Ypm表示m时刻的SOC初始预测值;
(1‑2)使用OSELM模型利用m时刻之前的数据对m时刻的errorm进行预测,得到SOC在m时刻误差预测结果;
final
(1‑3)最终锂电池SOC估计值Ypm =Ypm+errorm;
SOH估计单元,用于将所述最终SOC估计值与锂电池充放电数据组成第二数据集,建立基于PatchTST模型的锂电池SOH估计模型利用所述第二数据集对锂电池SOH估计模型进行训练,利用训练好的锂电池SOH估计模型进行SOH估计,得到最终SOH估计值;
利用改进的算数优化算法对所述锂电池SOH估计模型的超参数进行优化,所述改进的算术优化算法包括如下步骤:(2‑1)采用精英反向学习策略进行种群初始化,计算并评估当前解的反向解,从当前解及其反向解中选取最优解的超参数值作为新一代个体;其计算方式如下:式中,i表示PatchTST模型超参数种群个体的横坐标,j表示PatchTST模型超参数种群个体的纵坐标, 表示为个体的反向解,G为在(0,1)上的动态系数, 为精英个体,θj和γj分别为上下与左右的动态边界;
(2‑2)定义随机数r1,当r1<MOA时进入步骤(2‑3),否则进入步骤(2‑4),其中MOA为数学函数加速器值;
(2‑3)基于除法运算符和乘法运算符进行全局搜索;全局搜索的计算方式如下:式中, 为最佳PatchTST模型超参数个体纵坐标值,MOP为数学优化概率,ε为概率因子,uB为上限,lB为下限,μ=0.499,r2为[0,1]之间的随机数;
(2‑4)基于加法运算符和减法运算法进行局部开发;局部开发的计算方式如下:式中,r3为[0,1]之间的随机数;
(2‑5)结束改进的算法优化过程。
6.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1‑4任一项所述的基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计方法。
7.一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根据权利要求1‑4任一项所述的基于误差校正的锂电池SOC和SOH联合估计方法。