南通大學李俊紅獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南通大學申請的專利一種基于電池容量的鋰離子電池SOC估計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114487844B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210038015.1,技術領域涉及:G01R31/367;該發明授權一種基于電池容量的鋰離子電池SOC估計方法是由李俊紅;蔣澤宇;褚云琨;李磊;王娟;宗天成;李政;芮佳麗;張泓睿;嚴俊設計研發完成,并于2022-01-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于電池容量的鋰離子電池SOC估計方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種基于電池容量的鋰離子電池SOC估計方法,屬于鋰離子電池技術領域。解決了當前電池容量的SOC難于估計的技術問題。其技術方案為:包括如下步驟:步驟1測取SOC從1到0的鋰離子電池的端電壓、電流、溫度以及負載的電壓、電流;步驟2對測取的數據進行預處理,構建用于估計電池容量的2DCNN訓練數據集和測試數據集,再構建新的數據集;步驟3實現最終的SOC實時估計。本發明的有益效果為:本發明分別通過不同溫度下的電池充放電實驗獲取電池各項參數,估計出電池容量后,最終可用于鋰電池SOC的實時估計。
本發明授權一種基于電池容量的鋰離子電池SOC估計方法在權利要求書中公布了:1.一種基于電池容量的鋰離子電池SOC估計方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1在變化的溫度下,將全新鋰電池充滿電,然后通過恒流放電實驗、DST工況放電實驗、FUDS工況放電實驗和US06工況放電實驗,反復測取SOC從1到0的鋰離子電池的端電壓、電流、溫度以及負載的電壓、電流; 步驟2對測取的數據進行預處理,構建用于估計電池容量的2DCNN訓練數據集和測試數據集,并利用2DCNN卷積神經網絡估計出的電池容量構建新的數據集; 所述步驟2包括如下步驟: 步驟2-1對測取的數據進行歸一化處理,各種工況實驗的電池對象相同,電壓電流變化范圍不同,先對各種工況的數據單獨進行預處理,采用如下公式對輸入數據進行歸一化處理: 其中,aij為第i個輸入的第j個數據點,amin是第i個輸入數據的最小值,amax是第i個輸入數據的最大值,xin_ij是aij進行歸一化處理后的數據; 輸出為鋰電池的SOC,SOC的范圍在0到1之間,不需要進行歸一化處理; 步驟2-2數據歸一化處理后,使用如下的方法構建數據集,首先將一個放電周期中的測量值截取成若干個長度為n的數據,如下所示: 其中,xij表示輸入數據集中第i個循環的第j個數據,xij對應的輸出為tn時刻的電池容量值,U表示電池兩端的電壓,I表示電池通過的電流,T表示電池工作時的溫度,t表示放電的時間,Ul表示負載的電流,Il表示負載的電流; 步驟2-3對于一個總循環充放電次數N、單放電周期t=m的工況放電實驗,使每一個放電周期內前后輸入數據間的聯系,使用padding方法對邊緣數據進行擴充,然后總共生成N×m組大小為6×10的輸入數據,對應的N×m個電池容量值為輸出數據,不同工況的輸入輸出數據合并成為總數據集; 步驟2-4選用一個放電工況前80%的數據作為訓練數據集,后20%的數據作為測試數據集,用作2DCNN的訓練和測試數據; 步驟2-5針對鋰離子電池容量估計開發的2DCNN卷積神經網絡架構包括:一個輸入層Input、四個卷積層C、兩個全連接層F和一個輸出層Output; 步驟2-6卷積層和全連接層全部使用relu函數進行激活,輸出層使用tanh函數進行激活,并進行映射; 步驟2-7完成電池容量的估計后,取式2中的U、I、T、t以及估計的電池容量構建新的大小為5×10的輸入數據集,對應輸出數據為tn時刻的電池SOC值; 步驟3使用2DCNN卷積神經網絡對新的數據集進行訓練和測試,實現最終的SOC實時估計。
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