[發明專利]一種鉛酸蓄電池容量預測方法

在審

• 申請號: 202111241167.3
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN114200333A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 李謙;蘇展;劉廣振;何菊;劉盛終;馬伯楊;郝春艷;齊文艷;苗樹國;金衛軍
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種鉛酸蓄電池容量預測方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟S1，對離線狀態下的均充電池進行短時放電，提取電壓陡降曲線，并對電池進行放電核容，放電結束后將電池充滿，如此反復以獲取循環容量數據；

步驟S2，對S1中獲取的電壓曲線和可用容量的循環數據進行相關性分析，提取與當前容量相關性最強的等時間電壓降作為健康特征HF；

步驟S3，以S2中的HF序列作為輸入，容量序列作為輸出，建立反映容量退化的高斯過程回歸模型；

步驟S4，對運行中的均充電池進行短時放電以提取相應的HF，代入建好的GPR模型中進行在線容量估計。

2.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池容量預測方法，其特征在于：步驟S2先采用遍歷法搜索最優時間間隔[T₁,T₂]，再提取該間隔下的健康特征序列HF。

3.根據權利要求2所述的鉛酸蓄電池容量預測方法，其特征在于：步驟S2最大化DV序列與當前容量序列的Pearson關聯度以及GRC關聯度，

所述Pearson關聯度計算公式為：

所述GRC關聯度計算公式為：

式中：D_i表示第i次循環的等時間壓降；S_i為第i次循環的可用容量值；n為總的循環次數；ρ為分辨系數。

4.根據權利要求1所述的鉛酸蓄電池容量預測方法，其特征在于：步驟S3采用有理二次協方差函數作為GPR模型的核函數；采用共軛梯度算法來優化GPR模型的超參數。

5.根據權利要求4所述的鉛酸蓄電池容量預測方法，其特征在于：所述有理二次協方差函數為：

式中M＝diag[λ^-2]，超參數向量θ＝(λ,σ_f,α),i和j為循環次數。

6.根據權利要求5所述的鉛酸蓄電池容量預測方法，其特征在于：超參數θ＝(λ,σ_f,α)可通過極大似然法獲得最優解，首先對超參數的邊際似然函數取負對數

式中：α＝k(x_i,x_j)+σ²Iβ＝(k(x_i,x_j)+σ²I)^-1y，采用共軛梯度算法求(10)的最小值，對式(10)求梯度ΔL(θ_k)，用式(11)計算共軛搜索方向d_k；

其中，線搜索法確定搜索步長α_k，其滿足公式(12)；

公式(13)為新的超參數點；

θ_k+1＝θ_k+1+α_kd_k (13)

重復式(11)-(13)，直到滿足式(14)，此時的θ_k為最優參數解，