机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (12): 251-265.doi: 10.3901/JME.2025.12.251
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来鑫1, 翁嘉辉1, 杨一鹏2, 孙宇飞2, 周龙1, 郑岳久1, 韩雪冰3
LAI Xin1, WENG Jiahui1, YANG Yipeng2, SUN Yufei2, ZHOU Long1, ZHENG Yuejiu1, HAN Xuebing3
摘要: 锂离子电池模组的荷电状态估计(State-of-charge,SOC)是影响电池性能的一个重要内部状态,是电池组进行其它状态估计的基础。然而它的估计准确性易受温度等外部因素影响,且电池间的不一致性也为电池组中各单体电池的SOC估计带来了困难。提出一种将BP神经网络(Back propagation neural network,BPNN)与扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)算法相结合的电池组SOC估计方法。该方法首先基于先验SOC利用BPNN估计不同温度下“领导者”电池的端电压,将其与实测端电压对比后采用EKF算法完成SOC后验估计,同时基于电压差采用梯度下降(Gradient descent,GD)算法更新BPNN的输出层权重使算法更快收敛。在此基础上,设计修正策略利用随机森林(Random forest,RF)算法对“跟随者”电池的SOC进行调整估计。试验结果表明,所提的BPNN-EKF-GD-RF算法能实现电池组在不同温度下SOC的准确估计,常温下SOC估计误差保持在2.5%以内,在温度变化下电池组中单体电池SOC估计最大误差不超过3.2%,为复杂环境下锂离子电池组的SOC估计提供了一种高精度低复杂度方案。
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