[發明專利]一種粒子群優化BIRCH算法的退役動力電池等級劃分方法

有效

• 申請號: 202210050378.7
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114487835B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 宋汶秦;徐逸楊;楊茜;李昱;楊婷婷;王海亮;王著秀;王興貴;楊國山
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司經濟技術研究院;蘭州理工大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

一種粒子群優化BIRCH算法的退役動力電池等級劃分方法,首先對退役動力電池的外觀進行檢測，初步篩選出可二次利用的退役動力電池。選取退役動力電池的容量、內阻和開路電壓作為等級劃分依據，建立聚類特征樹CF Tree，利用CF Tree的CF節點的質心，作為初始聚類中心點。計算電池數據與聚類中心點的歐氏距離。根據“距離就近原則”，對退役動力電池進行初次分類。并通過粒子群不斷優化聚類中心點的位置，最終將退役電池劃分為若干等級。針對不同等級的退役動力電池，制定不同的后續應用方案。本發明將粒子群的優化思想融入聚類過程中，提高了退役動力電池等級劃分的準確性，并且劃分到同級別退役動力電池擁有較高的一致性。

技術領域

本發明涉及電動汽車退役動力電池二次應用技術領域，具體涉及退役動力電池的等級劃分技術。

背景技術

由于傳統燃油汽車對環境的污染日益嚴重，化石資源的日漸枯竭，新能源汽車的發展已經成為汽車行業的新趨勢。我國政府也采取了一系列措施來鼓勵新能源汽車行業的發展。新能源汽車主要包括：電動、混動、太陽能、氫能汽車等。隨著電動汽車銷量的不斷增加，退役動力電池的數量也會顯著上升，如何處理數量龐大的退役動力電池成為一個重要的問題。

電動汽車對動力電池的性能要求較高，隨著充放電次數的增加，電池性能也在逐步衰減。當動力電池不滿足汽車使用標準時，必須對其進行更換。若直接對退役動力電池進行報廢處理，不僅會造成資源的浪費，而且危害環境。另外，退役的動力電池具有80％左右的剩余容量，可以進行二次應用。但退役動力電池之間的性能參數差異較大，如果不經篩選直接應用，容易造成安全事故。為保證退役動力在二次應用過程中的安全性和可靠性，必須對退役動力電池進行篩選。

目前，針對退役動力電池的篩選方法較多。循環圈數法對電池進行循環充放電實驗，得到其開路電壓和循環圈數擬合方程，根據循環圈數對電池進行等級劃分。該方法耗時較長、效率較低。人工篩選往往只會檢測退役動力電池的外觀、電阻和容量，不能夠反映退役動力電池參數之間的關系，篩選后的一致性較差。應用BIRCH算法的電池分類方法也有缺陷，其生成的CF Tree對數據集的分布十分敏感，容易造成退役動力電池的錯誤分類。粒子群算法具有搜索全局最優能力強、收斂速度快的特點。因此，本發明采用粒子群優化BIRCH算法，以解決退役動力電池的分類不準確問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種粒子群優化BIRCH算法的退役動力電池等級劃分方法。

本發明是一種粒子群優化BIRCH算法的退役動力電池等級劃分方法，其步驟為：

步驟(1)選取m組電動大巴車退役動力電池進行外觀檢測，對于存在鼓包、破損情況的退役動力電池，進行回收處理；將剩余n組退役動力電池進行下一步操作；其中，n≤m；

步驟(2)以退役動力電池的容量、內阻和開路電壓作為等級劃分依據，測量n組退役動力電池的容量、內阻和開路電壓的數據參數，得到退役動力電池等級劃分的數據集 D＝{d₁,d₂,…,d_n}；

其中，d_u＝(a_u,b_u,c_u)0＜u≤n，a_u代表第u組退役動力電池的容量，b_u代表第u組退役動力電池的內阻，c_u代表第u組退役動力電池的開路電壓；

步驟(3)建立聚類特征樹CF Tree，該樹的每一個節點由若干聚類特征組成；對根節點最大個數K，分支節點最大個數B，每個葉子節點容納的最大CF數L以及葉子節點每個CF的最大半徑閾值T這四個CF Tree參數進行給定；

每一個CF是一個三元組，用(Q，LS，SS)表示，其中Q代表了這個CF中擁有的樣本數，LS代表了這個CF中擁有的樣本點各特征維度的和向量，SS代表了這個CF中擁有的樣本點各特征維度的平方和；N、SS、LS滿足如下線性關系；