一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法和系统，其方法包括步骤：获取锂电池实际运行过程中的工况数据，从工况数据中清洗出实际工况数据集；通过预设的电化学模型模拟生成仿真工况数据集；基于预设的第一损失函数、实际工况数据集和仿真工况数据集进行参数辨识；计算根据历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数；比较容量收敛系数和预设的收敛阈值；在容量收敛系数大于收敛阈值时，重新生成仿真工况数据集；在容量收敛系数不大于收敛阈值时，输出电化学模型参数集作为参数辨识结果。本发明专利技术可以在锂电池电化学模型参数辨识过程中引入容量变化率来提高参数辨识的准确性。提高参数辨识的准确性。提高参数辨识的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法和系统


[0001]本专利技术涉及电化学模型
，特别涉及一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法和系统。

技术介绍

[0002]在常规电化学模型参数辨识的过程中，通常将电池工况模拟成恒流和动态两种工况，并分步辨识恒流工况和动态工况下的电池数据。
[0003]但是实际电池运行过程中，电池几乎不可能有一直保持在恒流工况状态下工作，这导致根据该方案进行参数辨识后的数据准确性较差。
[0004]因此目前需要一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法，在锂电池电化学模型参数辨识过程中，引入容量变化率来提高参数辨识的准确性。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中电化学模型参数辨识后的数据准确性较差的技术问题，本专利技术提供一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法和系统，具体的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法，包括步骤：
[0007]获取锂电池实际运行过程中的工况数据，从所述工况数据中清洗出实际工况数据集；
[0008]通过预设的电化学模型模拟生成仿真工况数据集；
[0009]基于预设的第一损失函数、所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集进行参数辨识；
[0010]计算根据历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数；
[0011]比较所述容量收敛系数和预设的收敛阈值；
[0012]在所述容量收敛系数大于所述收敛阈值时，重新生成所述仿真工况数据集；
[0013]在所述容量收敛系数不大于所述收敛阈值时，输出所述电化学模型参数集作为参数辨识结果。
[0014]本专利技术提供的基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法解决实际电站中电池无法清洗出恒流满充满放的数据，并且清洗出的单条数据用于参数辨识极易造成辨识出的参数较低的技术问题，通过容量变化率的限制，提高了锂电池电化学模型参数辨识的准确性，结合实际电池工作数据和容量变化率提高参数辨识效果。
[0015]在一些实施方式中，所述的通过预设的电化学模型模拟生成仿真工况数据集之后，所述的比较所述容量收敛系数和预设的收敛阈值之前，还包括步骤：
[0016]基于所述第一损失函数计算所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集之间的第一损失函数结果值；
[0017]在所述第一损失函数结果值大于预设的第一损失函数结果阈值时，将当前参数辨
识结果存储至历史参数辨识结果数据库，重新生成所述仿真工况数据集和所述参数辨识结果；
[0018]在所述第一损失函数结果值不大于所述第一损失函数结果阈值时，计算根据所述历史参数辨识结果数据库中前一次历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数。
[0019]在一些实施方式中，所述第一损失函数包括电压均方误差损失函数，所述的基于预设的第一损失函数计算所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集之间的第一损失函数结果值，具体包括：
[0020]计算所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集之间的电压均方误差作为所述第一损失函数结果值，公式如下：
[0021][0022]其中V
sim,i
为所述仿真工况数据集中第i个采样点的模型仿真输出电压值，V
real,i
为所述实际工况数据集第i个采样点的实测电压值，N为电压数据的个数。
[0023]在一些实施方式中，所述的计算根据历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数，具体包括：
[0024]对所述历史参数辨识结果进行参数标准化后，计算通过所述电化学模型根据所述历史参数辨识结果仿真得到的电池容量；
[0025]对所述当前参数辨识结果进行参数标准化后，计算通过所述电化学模型根据所述当前参数辨识结果仿真得到的电池容量；
[0026]计算根据所述历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据所述当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的所述容量收敛系数，公式如下：
[0027][0028]其中δ为所述容量收敛系数，C
max,k
‑1为根据所述历史参数辨识结果仿真得到的电池容量，C
max,k
为根据所述当前参数辨识结果仿真得到的电池容量。
[0029]在一些实施方式中，所述的比较所述容量收敛系数和预设的收敛阈值之后，还包括：
[0030]在所述容量收敛系数不大于所述收敛阈值时，调整所述仿真工况数据集中固相初始浓度与所述实际工况数据集中固相初始浓度相同；
[0031]基于预设的第二损失函数计算所述实际工况数据集和调整固相初始浓度后所述仿真工况数据集之间的第二损失函数结果值；
[0032]在所述第二损失函数结果值大于预设的第二损失函数结果阈值时，重新生成所述仿真工况数据集；
[0033]在所述第二损失函数结果值不大于所述第二损失函数结果阈值时，输出所述电化学模型参数集作为所述参数辨识结果。
[0034]本专利技术提供的基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法通过调整仿真工况数据集的固相初始浓度，并根据实际工况数据集和调整固相初始浓度后仿真工况数据集之间损失函数结果，进一步提高电化学模型参数的泛化能力和准确性。
[0035]在一些实施方式中，所述第二损失函数包括电压差值损失函数，所述的基于预设的第二损失函数计算所述实际工况数据集和调整固相初始浓度后所述仿真工况数据集之间的第二损失函数结果值，具体包括：
[0036]计算所述实际工况数据集中输出的第一个电压值和调整固相初始浓度后所述仿真工况数据集中输出的第一个电压值之间的电压差值，作为所述第二损失函数结果值，公式如下：
[0037]|V
sim,1
‑
V
real,1
|；
[0038]其中V
sim,1
为模型仿真输出的第一个电压值，V
real,1
为在该工况下电池实测的第一个电压值。
[0039]在一些实施方式中，所述第二损失函数还包括电压均方误差损失函数。
[0040]在一些实施方式中，所述实际工况数据集中初始工况数据前存在大于预设时长的电池静止时段；
[0041]所述实际工况数据集中SOC变化区间大于预设的SOC变化阈值。
[0042]在一些实施方式中，根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识系统，包括：
[0043]获取模块，用于获取锂电池实际运行过程中的工况数据，从所述工况数据中清洗出实际工况数据集；
[0044]仿真模块，用于通过预设的电化学模型模拟生成仿真工况数据集；
[0045]辨识模块，分别与所述获取模块和所述仿真模块连接，用于基于预设的第一损失函数、所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法，其特征在于，包括步骤：获取锂电池实际运行过程中的工况数据，从所述工况数据中清洗出实际工况数据集；通过预设的电化学模型模拟生成仿真工况数据集；基于预设的第一损失函数、所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集进行参数辨识；计算根据历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数；比较所述容量收敛系数和预设的收敛阈值；在所述容量收敛系数大于所述收敛阈值时，重新生成所述仿真工况数据集；在所述容量收敛系数不大于所述收敛阈值时，输出所述电化学模型参数集作为参数辨识结果。2.根据权利要求1所述的一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法，其特征在于，所述的通过预设的电化学模型模拟生成仿真工况数据集之后，所述的比较所述容量收敛系数和预设的收敛阈值之前，还包括步骤：基于所述第一损失函数计算所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集之间的第一损失函数结果值；在所述第一损失函数结果值大于预设的第一损失函数结果阈值时，将当前参数辨识结果存储至历史参数辨识结果数据库，重新生成所述仿真工况数据集和所述参数辨识结果；在所述第一损失函数结果值不大于所述第一损失函数结果阈值时，计算根据所述历史参数辨识结果数据库中前一次历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数。3.根据权利要求2所述的一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法，其特征在于，所述第一损失函数包括电压均方误差损失函数，所述的基于预设的第一损失函数计算所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集之间的第一损失函数结果值，具体包括：计算所述实际工况数据集和所述仿真工况数据集之间的电压均方误差作为所述第一损失函数结果值，公式如下：其中V
sim,i
为所述仿真工况数据集中第i个采样点的模型仿真输出电压值，V
real,i
为所述实际工况数据集第i个采样点的实测电压值，N为电压数据的个数。4.根据权利要求1所述的一种基于容量变化率的电化学模型参数辨识方法，其特征在于，所述的计算根据历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的容量收敛系数，具体包括：对所述历史参数辨识结果进行参数标准化后，计算通过所述电化学模型根据所述历史参数辨识结果仿真得到的电池容量；对所述当前参数辨识结果进行参数标准化后，计算通过所述电化学模型根据所述当前参数辨识结果仿真得到的电池容量；计算根据所述历史参数辨识结果仿真得到的电池容量和根据所述当前参数辨识结果仿真得到的电池容量之间的所述容量收敛系数，公式如下：
其中δ为所述容量收敛系数，C
max,k
‑1为根据所述历史参数辨识结果仿真得到的电池容量，C
max,k
为根据所述当前参数辨识结果仿真得到的电池容量。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种基于容量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝平超，张学思，周志民，杨洲，周国鹏，赵恩海，严晓，张杰，
申请(专利权)人：上海玫克生储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：