[發明專利]用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法及裝置

在審

• 申請號: 202111484504.1
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114355213A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 甘國曉;劉芹;丁澤俊;張巍;張任馳;李章釋
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法，其特征在于，包括：

獲取鋰離子電池充電和放電時的電流數據，并根據所述電流數據，構建鋰離子電池的電流數據集；

根據所述電流數據集、預設的荷電狀態方程和預設的電壓狀態方程，得到所述鋰離子電池的荷電狀態數據集和電壓數據集；其中，所述預設的荷電狀態方程和預設的電壓狀態方程是基于鋰離子電池的等效電路模型構建的；

對所述鋰離子電池的電流數據集、所述荷電狀態數據集和所述電壓數據集進行組合，得到基礎數據集；

通過循環神經網絡，構建判斷模型和生成模型，并執行N次模型訓練操作；其中，N大于或等于1；

模型訓練操作：依次執行k次判斷模型訓練操作和1次生成模型訓練操作；其中，k大于或等于1；

判斷模型訓練操作：隨機生成包含m個噪聲數據的第一噪聲分布數據集和從所述基礎數據集中隨機選取m個數據樣本構成樣本數據集；將所述第一噪聲分布數據集輸入至所述生成模型中，得到第一鋰離子電池擴展數據集；將所述第一鋰離子電池擴展數據集輸入至所述判斷模型中，得到所述第一鋰離子電池擴展數據集的判斷特征；判斷所述第一鋰離子電池擴展數據集的判斷特征是否為1，若是，則存儲所述第一鋰離子電池擴展數據集；若否，則通過預設的判斷模型參數修正函數和所述樣本數據集，修正所述判斷模型的參數；其中，m大于或等于1；

生成模型訓練操作：隨機生成包含m個噪聲數據的第二噪聲分布數據集；將所述第二噪聲分布數據集輸入至所述生成模型中，得到第二鋰離子電池擴展數據集；將所述第二鋰離子電池擴展數據集輸入至所述判斷模型中，得到所述第二鋰離子電池擴展數據集的判斷特征；通過所述第二鋰離子電池擴展數據集的判斷特征和預設的生成模型參數修正函數，修正所述生成模型的參數；

將所有存儲的所述第一鋰離子電池擴展數據集，構成用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集。

2.如權利要求1所述的用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法，其特征在于，所述根據所述電流數據集、預設的荷電狀態方程和預設的電壓狀態方程，得到所述鋰離子電池的荷電狀態數據集和電壓數據集，具體為：

將所述電流數據集代入至預設的荷電狀態方程中，得到所述鋰離子電池的荷電狀態數據集；

通過預先獲取的所述鋰離子電池的開路電壓-荷電狀態曲線和所述荷電狀態數據集，得到所述鋰離子電池的開路電壓數據集；

將所述開路電壓數據集和所述電流數據集代入至預設的電壓狀態方程中，得到所述鋰離子電池的電壓數據集。

3.如權利要求1所述的用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法，其特征在于，所述預設的荷電狀態方程，具體為：

其中，SOC(t)為鋰離子電池的荷電狀態數據集，SOC(t₀)為鋰離子電池的初始荷電狀態，I_L為電流數據集，η為鋰離子電池的充放電效率，C_N為鋰離子電池的額定容量，t為第一時間參數，t₀為初始時間，τ為第二時間參數。

4.如權利要求1所述的用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法，其特征在于，所述基礎數據集的表達式為：Data＝[I_L,U,SOC]；其中，Data為基礎數據集，I_L為電流數據集，U電壓數據集，SOC為荷電狀態數據集。

5.如權利要求1所述的用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法，其特征在于，所述生成模型的表達式為：G_out＝G(z；θ_G)；其中，G_out為生成模型的輸出數據，z為輸入的噪聲分布數據集，θ_G為生成模型的參數，G()為生成模型。

6.如權利要求1所述的用于鋰離子電池荷電狀態估計的數據集構建方法，其特征在于，所述判斷模型的表達式為：A＝D(D_in；θ_D)；其中，A為判斷特征，D_in為判斷模型的輸入數據，θ_D為判斷模型的參數，D()為判斷模型。