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专利号: 2013101972792
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-07-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态贝叶斯网络的锂电池健康状况估计方法,其特征在于该方法的具体步骤是:步骤一:训练数据的获得,具体包括以下过程:(1)对B只同类型的具有不同使用时长和新旧程度的电池进行容量测试:对第i只电池,首先以0.4C的恒定电流对其进行充电至截止电压 后,进行恒压充电,待充电电流降至0.01C以下,便认为该电池已充满电,此时以1C的电流将该电池放电至其截止电压,记录放电时间 ,计算该电池的实际容量为 ,并计算实际容量Q与标称容量Qn的比率 ,其中i=1,2,……,B;

(2)将上述步骤(1)中的第i 只电池静置一个半小时,待电池稳定后,对电池以0.4C的电流进行恒流充电至其充电截止电压 ,每隔1分钟记录一次电池,其中第k 次的电压为;记录总的充电时间为 小时,计算第k次记录时电池的荷电状态为 ,其中k=1,2,…, ;

(3)对 和 分别进行离散化归档处理:将电池荷电状态从0%~100%分成M 档,第m 档的范围为 ,其中m=1,2,…,M,并根据的值将其归入相应的分档;将电池电压从 到 分成 档,第n 档的范围为,其中n=1,2,…,N,根据 的值将其归入相应的分档;

(4)根据 的值对上述步骤(1)中的电池进行C 类分类,当 时归为第0类, 时,归入第 类,定义电池的健康状况为,其中 ;并将其相应的 和 分档结果归入该类电池的训练数据;

(5)重复上述充放电过程至所有电池的实际容量均小于标称容量的80%,记录并归档所有的测量数据;

步骤二:依据上述每一类电池c 的训练数据,构建该类健康状况的动态贝叶斯网络模型,具体过程如下:(1)构建初始SOC概率分布向量,以均匀分布对任意电池的初始SOC进行建模,即认为电池的初始SOC0在M 档分档中均匀分布, , ;由此形成个初始概率,组成初始概率向量 ;

(2)计算SOC状态转移概率 :

其中 表示任意前后两个采样时刻电池SOC分别处于第j档和第i档的概率,表示满足条件的所有样本个数;由此形成 个状态转移概率,组成状态转移矩阵 ,其中 ;

(3)计算混淆概率 :

其中 表示在任意采样时刻SOC处于第j档而电压处于第i档的概率;由此形成 个状态转移概率,组成混淆概率矩阵 ;

(4)重复上述模型构建过程,直至所有C 类模型全部构建完毕;

步骤三:实时估算同类型电池的健康状况,具体过程如下:(1) 在电池恒流充电的过程中,每隔一分钟测量一次电池电压,这样 时刻后便可以得到一长度为 的电压观察序列 ,其对应的电压分档为(2)对第 类动态贝叶斯网络模型,利用前向算法,计算上述观察序列在该模型下的概率 :(a)递归计算局部概率 ,其中 表示 时刻电池SOC处于第s档的概率;

时,利用初始概率向量和混淆概率矩阵计算局部概率: 时,利用 时刻的局部概率递推计算 时刻的局部概率: (b)观察序列的概率等于T 时刻所有局部概率之和: (3)选取上述步骤中 最大的类别 作为最终的健康状况类别,即,给出对应的健康状况: 。