[發明專利]基于典型特征向量的動力電池篩選方法

有效

• 申請號: 202011094434.4
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112287980B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 馬速良;李建林;李金林;李窮;李雅欣;譚宇良
• 申請（專利權）人: 北方工業大學;北京聯智匯能科技有限公司;安徽綠沃循環能源科技有限公司
• 主分類號: G06F18/2411
• 分類號: G06F18/2411;G06F18/23;G06F18/214
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 劉書元

1.基于典型特征向量的動力電池篩選方法，其特征在于，包括下述步驟:

步驟1:獲取若干不同種情況的動力電池電壓數據，提取特征，組成樣本特征集合；具體包括如下過程:

步驟1.1:測量正常和多種故障共S種不同運行狀態的動力電池在充放電過程中電壓數據樣本，其中第s種運行狀態動力電池的樣本數據為n_s個，s＝1,2,…,S；

步驟1.2:基于步驟1.1中的數據樣本，提取m個電壓信號的關鍵特征，構成m維特征向量，其中第s種運行狀態動力電池的第i個樣本特征向量為形成不同運行狀態的動力電池樣本特征集令變量s＝1；

步驟2:生成并聚類相同運行狀態動力電池樣本，定義多個典型特征向量；具體包括如下過程:

步驟2.1:生成第s種運行狀態動力電池各特征的概率密度函數；具體包括:

步驟2.1.1:令變量j＝1；

步驟2.1.2:記錄第s種運行狀態動力電池樣本在第j個特征值

步驟2.1.3:利用核密度估計方法生成第j個特征的概率密度函數為P^(s)(j)；

步驟2.1.4:判斷變量j是否小于特征數量m；若是，則j＝j+1并返回步驟2.1.2，若否，則進入步驟2.2；

步驟2.2:生成第s種運行狀態動力電池的若干新數據樣本；具體包括:

步驟2.2.1:令α＝1，設置產生新樣本數量A個；

步驟2.2.2:令變量j＝1；

步驟2.2.3:對第s種運行狀態的動力電池的第j個特征的概率密度函數P^(s)(j)進行抽樣，獲得第s種運行狀態的動力電池的第α個新樣本下的第j個特征值

步驟2.2.4:判斷變量j是否小于特征數量m；若是，則j＝j+1并返回步驟2.2.3，若否，已形成第α個樣本m維特征向量為則進入步驟2.2.5；

步驟2.2.5:判斷變量α是否小于設置產生新樣本數量A；若是，則α＝α+1并返回步驟2.2.2，若否，已形成第A個m維特征向量的新樣本，則進入步驟2.3；

步驟2.3:基于步驟2.2所得第s種運行狀態動力電池的A個新樣本特征向量，利用近鄰傳播聚類形成K^(s)個樣本簇，生成典型特征向量；

步驟2.4:判斷變量s是否小于動力電池運行狀態類別總數S；若是，則s＝s+1并返回步驟2.1，若否，則進入步驟3；

步驟3:判斷待檢測動力電池的運行狀態情況；具體包括:

步驟3.1:測量待檢測動力電池在充放電實驗過程中電壓信號，提取待檢測動力電池的特征向量Z^(test)＝[z^(test)(1),z^(test)(2),...,z^(test)(m)]；

步驟3.2:計算待檢測動力電池的特征向量Z^(test)與步驟2中所獲S種運行狀態動力電池的所有典型特征向量的余弦相似度，即Z^(test)與第s種運行狀態動力電池的第k^(s)個典型特征向量的余弦相似度為:

步驟3.3:根據步驟3.2所得待檢測動力電池的特征向量與各典型特征向量的余弦相似度選擇余弦相似度最大值所代表的動力電池運行狀態為待檢測動力電池的運行狀態，完成動力電池的篩選，即:

其中，arg(max())表示返回最大值所對應類別的函數。

2.根據權利要求1所述基于典型特征向量的動力電池篩選方法，其特征在于，所述步驟2.3包括下述步驟:

步驟2.3.1:基于步驟2.2所得第s種運行狀態動力電池的A個新樣本特征向量，計算每兩個新樣本特征向量的歐式距離，第p個樣本特征向量和第q個樣本特征向量的歐式距離為可以形成為對稱方陣的相似度矩陣D，即:

步驟2.3.2:令g＝1，初始化吸引度矩陣R_g和歸屬度矩陣E_g，且吸引度矩陣R_t和歸屬度矩陣E_t均為與相似度矩陣D等行和列方陣，定義阻尼系數ζ和最大迭代次數G；

步驟2.3.3:計算并更新g+1代的吸引度矩陣R_g+1中的元素；

步驟2.3.4:計算并更新g+1代的歸屬度矩陣E_g+1中的元素；

步驟2.3.5:判斷是否達到最大迭代次數，即g≤G；若是，則g＝g+1返回步驟2.3.2，若否，則進入步驟2.3.6；

步驟2.3.6:令F＝R_g+1+E_g+1，對角化矩陣F并統計對角線上大于零的元素，假設存在K^(s)個，那么大于零的元素所在行或者列編號的樣本定義為近鄰傳播聚類所得的樣本簇的中心，其特征為:

即為典型特征向量。