北京科技大学洪吉超获国家专利权
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龙图腾网获悉北京科技大学申请的专利基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121613325B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511690820.2,技术领域涉及:G01R31/367;该发明授权基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法是由洪吉超;裴佳琦;李萌;魏领军;杨京松;马世琨设计研发完成,并于2025-11-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法,属于新能源汽车电池管理技术领域。包括以下步骤:S1、在低温工况下通过传感器同步采集动力电池多源原始数据,记录实时容量,然后对原始数据依次执行清洗、对齐、环境特征识别与基线标定,输出标准化数据集;S2、基于标准化数据集进行温度矫正,融合多模型构建预测模型,输出SOC与SOH预测结果;S3、基于预测结果计算三维健康指标,划分健康等级并动态调整电池运行参数。采用上述基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法,能有效消除低温干扰,提升SOC与SOH估计精度,同时可动态优化电池运行参数,延长电池循环寿命。
本发明授权基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于温度矫正的动力电池SOC与SOH预测及估计方法,其特征在于:包括以下步骤: S1、数据采集与预处理:在低温工况下通过传感器同步采集动力电池多源原始数据,记录实时容量,然后对原始数据依次执行清洗、对齐、环境特征识别与基线标定,输出标准化数据集; S2、温度矫正与预测:S21、基于标准化数据集,通过Arrhenius模型建立温度与容量、内阻的关系,修正低温下SOC计算偏差和SOH评估偏差,具体包括: S211、计算温度下的容量温度矫正因子,其公式为: ; S212、修正SOC计算结果,其公式为: ; 其中,为当前矫正后SOC值,为上一时刻SOC值,为温度下充放电效率矫正因子,为温度下的充放电电流; S213、采用加权法矫正SOH评估结果,其公式为: ; 其中,为当前矫正后SOH值,为容量权重系数,为内阻权重系数,为温度下电池实际可用容量; S214、在电池恒流充电阶段,计算容量增量并提取容量增量曲线的峰值电压、峰值高度作为电池健康状态的辅助特征,其中,容量增量的计算公式为: ; 其中,为充电容量增量,为电压增量,为恒流充电电流,为充电时间增量,为开始时的采样电压值,为结束时的采样电压值; S22、基于SOC短期动态变化与SOH长期衰减的不同特性,融合多模型构建预测模型,具体包括: S221、采用LSTM模型预测SOC短期动态变化,在LSTM模型中输入矫正后的SOC、电压、电流、温度时序数据,使用Adam优化器,以均方误差作为损失函数,输出当前SOC预测值,其中,的计算公式为: ; 其中,为训练样本数,为SOC真实值,为SOC预测值; S222、采用灰色GM1,1模型与LSTM模型融合熵权法预测SOH长期衰减,灰色GM1,1模型以等时间间隔采集个矫正后的SOH数据,构建原始序列,对进行一次累加生成新序列,建立一阶线性微分方程模型,通过最小二乘法计算发展系数和灰色作用量,其中,一阶线性微分方程的公式为: ; SOH长期预测公式为: ; 其中,为原始SOH序列的起始数据点标识,为预测步数;同时通过Arrhenius模型引入温度加速因子,动态修正SOH衰减预测系数,其中,温度加速因子和衰减预测系数的公式分别为: ; ; 其中,为电池老化活化能,为气体常数,为参考绝对温度,为电池平均工作绝对温度,为基准衰减系数;在同一预测周期内,获取LSTM模型输出SOH序列的标准差、灰色GM1,1模型输出SOH序列的标准差,计算LSTM模型和灰色GM1,1模型的信息熵,其公式为: ; 其中,为LSTM模型的信息熵,为GM1,1模型的信息熵;对、归一化得到融合权重,其公式为: ; 加权融合后的SOH预测值的公式为: ; S23、输出经温度矫正后的SOC与SOH预测结果; S3、健康评估:基于S23的预测结果,计算三维健康指标,三维健康指标包括SOC估计误差、SOH衰减率、温度敏感性,其中,温度敏感性的计算公式为: ; 其中,为低温点,为常温点,为下的实测内阻,为下的实测内阻; 再划分健康等级并动态调整电池运行参数。
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