System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法技术_技高网

一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法技术

技术编号:44519424 阅读:2 留言:0更新日期:2025-03-07 13:13
本发明专利技术公开了一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法。本发明专利技术首先对实车数据进行数据清洗,并选取了几种与SOC相关性高的电压、温度等多个特征估计SOC,然后将估计的SOC进行完全自适应噪声集合经验模态分解,将之分解为不同频率和振幅的多个本征模态函数(IMF),与此同时利用白鲸优化算法(BWO)优化时间卷积神经网络(TCN)中的关键结构参数来得到最佳网络结构,最后将经过完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)分解后的IMF、及筛选出的最优特征参数作为神经网络TCN的输入特征进行电池SOC预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车动力电池领域,涉及一种动力电池的soc预测方法。


技术介绍

1、电池荷电状态(soc)是电池状态参数的核心,其量化了电池当前剩余的可用能量,它可以表示为当前时刻电池的剩余电池容量qt与电池的额定总容量q0的比值的百分比,但其无法直接通过测量得到,只能通过测量电流电压等参数间接计算进行估计。

2、另外,电池soc是一个瞬时性指标,其是连续可变的,且具有非线性的动态变化,准确的进行电池soc在线估计困难,同时电动汽车在运行时的其他因素也会导致电池soc的在线估计困难加大。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种动力电池的soc预测方法,以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种基于ceemdan-bwo-tcn模型的电动汽车动力电池soc预测方法,所述方法步骤如下。

3、首先通过车联网平台采集相关数据,并对数据进行处理与清洗,之后通过相关性分析选取几种与电池soc相关性高的特征作为输入,并对其进行归一化处理,其具体包括:

4、通过车联网平台采集相关数据,选取了与电池相关的可充电储能装置数据、整车数据、报警数据以及极值数据。

5、通过删除缺失值方法处理缺失值,通过直接剔除异常值处理异常值。

6、为了便于分析,对所有数据进行重采样处理,将原始数据采样频率压缩为1h一次,取每小时soc的均值作为采样点数据。

7、对车联网平台收集的电池数据进行相关性分析,分别计算了pearson相关系数、kendall相关系数和spearman相关系数,选取此三个电池电压特征(最高电压、最低电压和总电压)和两个电池温度特征(最低温度和最高温度)作为本深度学习算法的输入特征估计电池soc。

8、对电池特征进行归一化处理,这里使用min-max归一化方法对电池特征进行归一化处理,其计算公式如下:

9、

10、

11、式中与分别为各类电池特征序列数据的最小值和最大值,为当前时间点的电池特征数值,为min-max归一化后的电池特征数值,为经过深 度学习算法输出的电池soc序列,为进行反归一化后的电池特征。

12、进一步的,白鲸优化算法(bwo)的主要内容包括:

13、bwo设定了一个平衡因子来切换勘探和开发模式,当时,算法为勘探阶段,而当时,算法则切换为开发阶段,其计算式如下:

14、

15、式中为一随机种子,其取值范围为(0,1);为算法的最大迭代次数,随着迭代次数的增加,的取值范围将减小到(0,0.05)。

16、进一步的,通过的值,bwo算法勘探阶段的位置更新函数如下:

17、

18、

19、式中表示为第条白鲸在第个维度上的位置更新值;( j=1,2,3,... d)为总维度选取的随机维度个数;表示在随机维度上第条白鲸的位置;与为取值范围为(0,1)的随机种子;和则分别表示白鲸的游泳状态。

20、进一步的,在bwo算法的开发阶段,为了增强bwo算法的收敛效果而引入飞行策略,其表达式如下:

21、

22、式中为随机跳跃强度;和为取值范围为(0,1)的随机种子;为迭代过程中找到的最佳位置。

23、进一步的,飞行函数的计算如下:

24、

25、

26、式中是两个随机数,其呈现正态分布;是一个值为1.5的常数。

27、进一步的,设置了鲸落阶段,其概率被定义为,其计算如下:

28、

29、式中为最大迭代次数。

30、进一步的,bwo算法的鲸落阶段,利用白鲸坠落步长以及位置来进行位置更新,其数学模型如下:

31、

32、

33、式中,,为取值范围为(0,1)的随机种子;为白鲸位置更新的步长;为位置更新的步长因子;和分别为bwo算法寻优时的上\下边界。

34、进一步的,使用ceemdan方法将经过预处理后的电池soc序列分解为不同频率和振幅的12个本征模态函数子序列,子序列频率由高到低分布,呈降低趋势。

35、进一步的,构建了ceemdan-bwo-tcn组合预测模型,其具体包括:

36、首先进行电池数据处理并进行特征筛选,最后输入到tcn模型当中。

37、使用ceemdan方法将经过预处理后的电池soc序列分解为不同频率和振幅的多个本征模态函数最后输入到tcn模型当中。

38、利用bwo算法优化最后输入到tcn模型当中神经网络中的关键结构参数来得到最佳网络结构,将最优参数输入到tcn模型当中。

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【技术保护点】

1.一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法,其特征在于,包括以下几个步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法,其特征在于,所述S1包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法,其特征在于,所述S2包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的电动汽车动力电池SOC预测方法,其特征在于,所述S3包括以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种基于深度学习的电动汽车动力电池soc预测方法,其特征在于,包括以下几个步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的电动汽车动力电池soc预测方法,其特征在于,所述s1包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的电动汽车动力电池soc预...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾建邦黄豪李骏沈超群段兴兵胡亦非覃清梅李彬彬
申请(专利权)人:华东交通大学
类型:发明
国别省市:

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