[發(fā)明專利]一種基于wasserstein距離的電池SOH估計方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210365645.X
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114839552A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林名強(qiáng);吳健;嚴(yán)晨昊
• 申請（專利權(quán)）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/367
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 李秀梅

本發(fā)明提供一種基于wasserstein距離的電池SOH估計方法及裝置，方法包括如下步驟：S1、采集多個袋式電池的老化數(shù)據(jù)，并分別獲取各袋式電池各老化周期的IC曲線；S2、分別計算各相鄰兩IC曲線峰值窗口之間的wasserstein距離，得到特征數(shù)據(jù)集；S3、采用基于高斯回歸過程方法的預(yù)測模型，對于預(yù)測模型的超參數(shù)α、l和p，分別設(shè)定其取值范圍為(0.1,100)、(0,1)和(0,100)，先取取值范圍內(nèi)的任意值，再利用前期數(shù)據(jù)集對預(yù)測模型進(jìn)行初次訓(xùn)練，并根據(jù)預(yù)測所得值與真值之間的差距，調(diào)整并確定各超參數(shù)的值；S4、利用后期數(shù)據(jù)集對已確定超參數(shù)的預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練。本發(fā)明無需建立電池模型，以wasserstein距離作為預(yù)測模型的特征，適合SOH的在線估計，且估計精度高，實用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于wasserstein距離的電池SOH估計方法及裝置。

背景技術(shù)

常用的SOH(電池健康狀態(tài))定義為SOH＝C_now/C₀，其中C_now為電池當(dāng)前時刻滿充后的最大可用容量，C₀則代表著電池出廠時的最大可用容量。準(zhǔn)確的電池健康狀態(tài)估計是BMS(電池管理系統(tǒng))的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，SOH是表征電池老化程度的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值降至70％-80％即視為壽命終止。

SOH的測量與直接的電壓電流測量不同，只能通過對電池特征的觀測，并結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行估計和預(yù)測，現(xiàn)有技術(shù)中，可通過模型驅(qū)動進(jìn)行預(yù)測，但基于模型驅(qū)動的方法需要建立電池模型，計算復(fù)雜，不適合BMS的在線應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于wasserstein距離的電池SOH估計方法及裝置，無需建立電池模型，以wasserstein距離作為預(yù)測模型的特征，適合SOH的在線估計，且估計精度高，實用性強(qiáng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于wasserstein距離的電池SOH估計方法，包括如下步驟：

S1、采集多個袋式電池的老化數(shù)據(jù)，并分別獲取各袋式電池各老化周期的IC曲線，其中，IC表示一個連續(xù)的電壓增量上所增加的電池電量；

S2、分別計算各相鄰兩IC曲線峰值窗口之間的wasserstein距離，得到特征數(shù)據(jù)集，并將特征數(shù)據(jù)集分為前期數(shù)據(jù)集和后期數(shù)據(jù)集；

S3、采用基于高斯回歸過程方法的預(yù)測模型，所述S2中的特征數(shù)據(jù)集作為預(yù)測模型的輸入，電池SOH作為預(yù)測模型的輸出，對于預(yù)測模型的超參數(shù)α、l和p，分別設(shè)定其取值范圍為(0.1,100)、(0,1)和(0,100)，先取取值范圍內(nèi)的任意值，再利用前期數(shù)據(jù)集對預(yù)測模型進(jìn)行初次訓(xùn)練，并根據(jù)預(yù)測所得值與真值之間的差距，調(diào)整并確定各超參數(shù)的值；

S4、利用后期數(shù)據(jù)集對已確定超參數(shù)的預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練。

進(jìn)一步的，所述S2中，分別利用差分公式對各IC曲線進(jìn)行采樣，得到采樣數(shù)據(jù)集，并通過Pytorch進(jìn)行Sinkhorn迭代，以獲取相鄰兩IC曲線峰值窗口之間的wasserstein距離。

進(jìn)一步的，所述S1中，所述多個袋式電池的老化數(shù)據(jù)具體為預(yù)先記錄的八個標(biāo)稱740Ma·h的袋式電池的老化數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述S2中，所述峰值窗口為以IC曲線峰值為中心的長度為3的區(qū)間。

進(jìn)一步的，所述S3中，所述參數(shù)確定模塊中，當(dāng)預(yù)測所得值與真值之間的差距大于第一閾值時，則調(diào)低超參數(shù)α的值、調(diào)高超參數(shù)l和p的值，當(dāng)預(yù)測所得值與真值之間的差距小于第二閾值時，則調(diào)高超參數(shù)α的值、調(diào)低超參數(shù)l和p的值，調(diào)整額度應(yīng)在經(jīng)驗區(qū)間的10％以內(nèi)，經(jīng)驗區(qū)間從步驟S3中的各超參數(shù)的取值范圍內(nèi)選出。

進(jìn)一步的，所述預(yù)測模型中，高斯過程的核函數(shù)為協(xié)方差函數(shù)。