(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110726365.2 (22)申请日 2021.06.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113406500 A (43)申请公布日 2021.09.17 (73)专利权人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 王梦梦　葛泉波　孙长银　董璐　 (74)专利代理 机构 杭州奥创知识产权代理有限 公司 33272 专利代理师 王佳健 (51)Int.Cl. G01R 31/367(2019.01) G01R 31/378(2019.01) G01R 31/388(2019.01)B60L 58/12(2019.01) G06F 30/27(2020.01) 审查员 康建 (54)发明名称 一种动力锂电池的剩余电量估计方法 (57)摘要 本发明公开了一种动力锂电池的剩余电量 估计方法。 本发 明采用具有强大学习能力的加权 最小二乘支持向量机实现对动力锂电池的SOC估 计模型的建模和在线估计， 在加权最小二乘支持 向量机的核 参数模型的选取过程可以通过C KF进 行在线自适应完成。 还建立动态WLSSVM过程， 利 用最新的工况数据来建立SOC估计模型， 从而更 好的反应数据特征。 本发明为电池 管理系统以及 用户提供准确的SOC估计结果， 增加电池管理的 可靠性， 为用户合理使用电池提供准确的信息 。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 113406500 B 2022.06.14 CN 113406500 B 1.一种动力锂电池的剩余电量估计方法， 其特 征在于该 方法具体是： 线下模型训练阶段： 步骤1： 从动力锂电池的完整充电和放电过程中， 选取若干组工作数据作为训练数据， 每组训练数据包含的数据信息有： 工作电压、 工作电流、 电池的平均温度和电池的剩余电 量； 步骤2： 对步骤1中训练样数据归一 化处理， 使其处于[ ‑1， 1]的区间内； 步骤3： 设置动态加权最小二乘向量机模型 的核参数σ0， 步骤4： 利用训练数据完成动态加权最小二乘向量机模型训练， 从而得到训练后的 线上估计阶段： 步骤5： 设置初始 滑动窗口长度为P0 步骤6： 线上采集电池 的工作电压U、 工作电流I、 电池 的平均温度T， 输入到已经完成训 练的 模型中， 并输出相应的SOC值； 同时将[U， I， T， SOC]放置到初始窗口 中， 并占用一个窗口宽度； 步骤7： 重复步骤6， 直到初始 滑动窗口中的宽度被占满； 步骤8： 计算初始窗口中的SOC变化量方差 ΔSOC表示相邻两个时刻SOC的变 化量， 其中var 表示ΔSOC的方差 步骤9： 假设当前第k个滑动窗口的宽度为Pk， 同时将第k ‑1个窗口中的数据归 一化； 同时 假设第k‑1个窗口中的SOC变化 量方差为 步骤10： 假设 当前最新的动态加权最小二乘向量机模型核参数为σk‑1； 步骤11： 在步骤10的基础上， 利用步骤9中归一化之后的第k ‑1个窗口中的数据完成当 前动态加权最小二乘向量机模型的训练， 将该模型记作 步骤12： 采集当前时刻t的工作电压、 电流、 电池的平均温度， 输入到模型 中， 并输出相应的SOC值； 同时将当前时刻t的[U， I， T， SOC]放置到当前窗口中， 并占用一个 窗口宽度； 步骤13： 重复步骤12， 直到当前窗口中的数据总组数等于窗口 的宽度； 步骤14： 建立核参数σk的状态方程： σk＝Fσk‑1+vk， 其中转移矩阵F为一维单位矩阵， vk为 噪声信息； 将 模型作为CKF的测量方程， 核参数σk的状态方程和测量方程组成CKF 的滤波模型； 步骤15： 设置CKF的初 始参数， 通过CKF滤波 算法寻找最佳的核 参数σk， 作为第k+1个窗口 中动态加权最小二乘向量机模型的核参数； 步骤16： 对第k个窗口中所有SOCt， 计算变化量ΔSOCk， 继而计算ΔSOCt的方差 步骤17： 由方差 和方差 确定下一个滑动窗口 的宽度Pk+1； 步骤18： 利用第k个 窗口中的数据， 以及高斯核参数σk， 训练新的WLSSVM模型， 将该模型权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113406500 B 2记作 步骤19： 重复步骤9 ‑‑‑步骤18， 当 没有新的数据输入， 则停止； 其中步骤17中下一个滑动窗口 的宽度Pk+1计算如下： 其中在执 行步骤11的过程中， 求 解模型时， 关键是要求出模型参数bk‑1和 αk‑1； 其中， 是模型求 解时的过程 参数， N表示矩阵维度； 当窗口中加入新数据时， 利用这些新数据信息 更新 假设加入了m 组新数据， 此时的 QN表示为 其中PN+m和 都是由新数据得到的信息， 接着根据分块矩阵求逆的方法得到 剔除QN中关于上一个窗口的旧数据信息， 假 设旧数据的总数目为L个； 这里将QN+m重新表 示为 其中PL和 都是旧的数据信息； 根据公式(4)和(5)求解得到 继而， 根据公式 (2)和(3)求得模型的参数bk‑1和αk‑1， 则模型 即可通过这种动态的矩阵计算 方式确定 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113406500 B 3