一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法包括以下步骤S1：测试并收集动力电池的输出阻抗数据和对应的SOH数据；步骤S2：建立动力电池输出阻抗的ARIMA模型，并利用动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合动力电池输出阻抗函数；同时建立动力电池SOH的ARIMA模型，利用动力电池SOH的ARIMA模型拟合动力电池SOH函数；步骤S3：联立步骤S2中获得的动力电池输出阻抗函数和动力电池SOH函数，建立动力电池输出阻抗和SOH函数本发明专利技术通过ARIMA模型预估动力电池的SOH值，减少实验获取SOH数据的实验循环次数，同时能够准确预估动力电池的SOH值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动力电池健康状态估算领域，尤其涉及一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法。
技术介绍
随着动力电池产业的迅猛发展，对动力电池的研究和商业运用到达新的高峰，特别是在电动汽车方面，动力电池技术受到世界的重视和关注。而动力电池是新一代的绿色高能充电动力电池，具有电压较高、能量密度较大、循环性能好等优点。其中关于动力电池的SOH(Section Of Health蓄动力电池满充容量相对额定容量的百分比，新出厂动力电池SOH为100％，完全报废SOH为0％，在实际应用中动力电池的SOH值达到70％-80％时，认为动力电池已经达到报废标准)研究是动力电池领域的重要课题，对动力电池经济性影响重大。动力电池SOH直接反映的是动力电池的预期寿命。SOH是一个相对量，通过对动力电池现最大容量与动力电池标称容量的比值来计算，即SOH＝CM/CN，式中CM为测量容量，CN为动力电池标称容量。但动力电池SOH受到工作环境、充放电特性等诸多因素的影响，对动力电池劣化程度研究仍存在诸多问题。准确估算动力电池SOH是一个保障动力电池安全运行的技术关键。动力电池的劣化过程是一个非常复杂的过程，其化学变化相当复杂，影响因素很多。现在的主要测试方法有定义法，部分放电法等，其中输出阻抗测试法是动力电池SOH预测的重要方法之一，但是由于动力电池输出阻抗与SOH之间的非线性关系，他们之间的相关性研究也较为复杂，现在对动力电池输出阻抗与SOH相关性研究误差往往较大，很难准确预测动力电池SOH值。同时现有计算动力电池输出阻抗和动力电池SOH拟合方程的方法所需循环周期数目多，耗时较长。
技术实现思路
为克服现有技术存在的不足。本专利技术提供一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法。本专利技术解决技术问题的技术方案是提供一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法其包括以下步骤S1：测试并收集动力电池的输出阻抗数据和对应的SOH数据；步骤S2：建立动力电池输出阻抗的ARIMA模型，并利用动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合动力电池输出阻抗函数；同时建立动力电池SOH的ARIMA模型，利用动力电池SOH的ARIMA模型拟合动力电池SOH函数；步骤S3：联立步骤S2中获得的动力电池输出阻抗函数和动力电池SOH函数，建立动力电池输出阻抗和SOH函数。优选地，步骤S2包括：步骤S21：建立动力电池输出阻抗的ARIMA模型，利用遗传算法将动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合为动力电池输出阻抗函数；步骤S22：建立动力电池SOH的ARIMA模型，利用遗传算法将SOH的ARIMA模型拟合为SOH函数；且步骤S21和步骤S22的顺序不分先后进行。优选地，步骤S21包括：步骤S211：对步骤S1中记录的动力电池输出阻抗数据建立动力电池输出阻抗ARIMA模型，并对动力电池输出阻抗数据进行平稳性检测，确定动力电池输出阻抗的ARIMA模型的阶数d；步骤S212：确定动力电池输出阻抗的ARIMA模型的未知参数p、q值；步骤S213：建立定参动力电池输出阻抗的ARIMA模型；步骤S214：对动力电池输出阻抗的ARIMA模型进行显著性检测；步骤S215：对动力电池输出阻抗的ARIMA模型进行合理性检测；步骤S216：利用遗传算法将动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合为动力电池输出阻抗函数。优选地，步骤S216包括：步骤S2161：建立待定系数第一输出阻抗函数多项式；步骤S2162：评价待定系数第一输出阻抗函数多项式，判断待定系数第一输出阻抗函数多项式是否满足拟合精度，若不满足拟合精度则进行步骤S2163；若满足拟合精度则执行步骤S2164；步骤S2163：进行遗传操作，选择、交叉或变异，获取更多的待定系数第二输出阻抗函数多项式；步骤S2164：输出满足拟合精度的待定系数第一输出阻抗函数多项式或待定系数第二输出阻抗函数多项式，获得定系数第一输出阻抗函数多项式或定系数第二输出阻抗函数多项式，即输出动力电池输出阻抗函数。优选地，步骤S22包括：步骤S221：对步骤S1中记录的SOH数据建立动力电池SOH的ARIMA模型，并对动力电池SOH数据进行平稳性检测，确定动力电池SOH的ARIMA模型的阶数d；步骤S222：确定动力电池SOH的ARIMA模型的未知参数p、q值；步骤S223：建立定参动力电池SOH的ARIMA模型；步骤S224：对动力电池SOH的ARIMA模型进行显著性检测；步骤S225：对动力电池SOH的ARIMA模型进行合理性检测；步骤S226：利用遗传算法将动力电池SOH的ARIMA模型拟合为动力电池SOH函数。优选地，步骤S226包括：步骤S2261：建立待定系数第一SOH函数多项式；步骤S2262：评价待定系数第一SOH函数多项式，判断待定系数第一SOH函数多项式是否满足拟合精度，若不满足拟合精度则进行步骤S2263；若满足拟合精度则执行步骤S2264；步骤S2263：进行遗传操作，选择、交叉或变异，获取更多的待定系数第二SOH函数多项式；步骤S2264：输出该待定系数第一SOH函数多项式或待定系数第二SOH函数多项式，获得定系数第一SOH函数多项式或定系数第二SOH函数多项式，即输出动力电池SOH函数。【附图说明】图1为本专利技术的一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法整体流程图；图2为本专利技术的一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法步骤S2的细节流程图；图3为本专利技术的一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法步骤S21的细节流程图；图4为本专利技术的一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法步骤S216的细节流程图；图5为本专利技术的一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法步骤S22的细节流程图；图6为本专利技术的一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法步骤S226的细节流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，一种基于ARIMA的估算动力电池SOH的方法，可以分为以下步骤。输出阻抗测试法是动力电池SOH的重要估算方法之一，由于动力电池的充放电次数有限，因此每一次充电和放电都会影响到动力电池的SOH值，同时动力电池的输出阻抗和SOH值有同样的变化趋势，测试获取多组动力电池输出阻抗数据和SOH数据，并利用函数拟合获取动力电池的输出阻抗和SOH的函数关系，从而可以利用输出阻抗获得相关的SOH值。步骤S1：测试并收集动力电池的输出阻抗数据和对应的SOH数据。一实施例中，可以测试动力电池的交流输出阻抗或直流输出阻抗，收集动力电池的直流输出阻抗数据和对应的SOH数据或交流输出阻抗和对应的SOH数据。设某种类型动力电池的容量为C，对其进行多次的恒流放电循环，以恒定1到0.5C电流对动力电池进行充电，每次动力电池充满后。以恒定0.1C电流对动力电池进行多次恒流放电。并在每次放电过程中，同时给动力电池每0.6s施加一次脉冲幅度为0.5C的脉冲电流，并记录动力电池施加脉冲前后电压数据U1和U2。记录每圈放电过程放出的电量Cn，循环至动力电池容量降至0.85时，停止恒流充放电循环。其中动力电池直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：测试并收集动力电池的输出阻抗数据和对应的SOH数据；步骤S2：建立动力电池输出阻抗的ARIMA模型，并利用动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合动力电池输出阻抗函数；同时建立动力电池SOH的ARIMA模型，利用动力电池SOH的ARIMA模型拟合动力电池SOH函数；步骤S3：联立步骤S2中获得的动力电池输出阻抗函数和动力电池SOH函数，建立动力电池输出阻抗和SOH函数。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARIMA估算动力电池SOH的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：测试并收集动力电池的输出阻抗数据和对应的SOH数据；步骤S2：建立动力电池输出阻抗的ARIMA模型，并利用动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合动力电池输出阻抗函数；同时建立动力电池SOH的ARIMA模型，利用动力电池SOH的ARIMA模型拟合动力电池SOH函数；步骤S3：联立步骤S2中获得的动力电池输出阻抗函数和动力电池SOH函数，建立动力电池输出阻抗和SOH函数。2.如权利要求1所述的基于ARIMA估算动力电池SOH的方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S21：建立动力电池输出阻抗的ARIMA模型，利用遗传算法将动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合为动力电池输出阻抗函数；步骤S22：建立动力电池SOH的ARIMA模型，利用遗传算法将SOH的ARIMA模型拟合为SOH函数；且步骤S21和步骤S22的顺序不分先后进行。3.如权利要求2所述的基于ARIMA估算动力电池SOH的方法，其特征在于，步骤S21包括：步骤S211：对步骤S1中记录的动力电池输出阻抗数据建立动力电池输出阻抗ARIMA模型，并对动力电池输出阻抗数据进行平稳性检测，确定动力电池输出阻抗的ARIMA模型的阶数d；步骤S212：确定动力电池输出阻抗的ARIMA模型的未知参数p、q值；步骤S213：建立定参动力电池输出阻抗的ARIMA模型；步骤S214：对动力电池输出阻抗的ARIMA模型进行显著性检测；步骤S215：对动力电池输出阻抗的ARIMA模型进行合理性检测；步骤S216：利用遗传算法将动力电池输出阻抗的ARIMA模型拟合为动力电池输出阻抗函数。4.如权利要求3所述的基于ARIMA估算动力电池SOH的方法，其特征在于，步骤S216包括：步骤S2161：建立待定系数第一输出阻抗函数多项式；步骤S2162：评价待定...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪松，向勇，刘家琛，
申请(专利权)人：四川普力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51