(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210598326.3 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 深圳先进技 术研究院 地址 518000 广东省深圳市南 山区西丽 街 道大学城学苑大道1068号 (72)发明人 杨之乐　周邦昱　郭媛君　姚文娇　 刘祥飞　吴承科　 (74)专利代理 机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44268 专利代理师 温宏梅 (51)Int.Cl. G01R 31/367(2019.01) G01R 31/378(2019.01) G01R 31/382(2019.01) G01D 21/02(2006.01)G01D 5/353(2006.01) (54)发明名称 一种基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷 电状态估计方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于光纤光栅传感器的 锂离子电池荷电状态估计方法， 方法包括： 选取 型号已知的锂离子电池， 基于设置在锂离子电池 上的光纤布拉格光栅传感器， 采集测试参数； 根 据锂离子电池的型号信息， 得到与型号信息对应 的已知参数； 根据测试参数建立时间序列测试数 据集， 以及根据已知参数建立时间序列目标数据 集， 对时间序列测试数据集进行归一化处理， 并 基于上下界算法， 删除时间序列测试数据集中不 匹配的时间序列， 得到处理好的时间序列测试数 据集； 基于处理好的时间序列测试数据集训练动 态时间规整模型， 得到电池荷电状态估计模型， 并根据电池荷电状态估计模型， 得到电池荷电状 态的估计数据。 本发明有效提高了电池荷电状态 的估计精度。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 114935721 A 2022.08.23 CN 114935721 A 1.一种基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特征在于， 所述方法 包括： 选取型号已知的锂离子电池， 对所述锂离子电池进行充放电实验， 并基于设置在所述 锂离子电池上的光纤布拉格光栅传感器， 采集预设时间段内的电流、 电压、 时间、 阳极应变 数据、 温度以及电池荷电状态， 并将电流、 电压、 时间、 阳极应变数据、 温度以及电池荷电状 态作为测试参数； 根据所述锂离子电池的型号信息， 得到与所述型号信息对应的电流、 电压、 时间、 阳极 应变数据、 温度以及电池荷电状态， 并将与所述型号信息对应的电流、 电压、 时间、 阳极应变 数据、 温度以及电池荷电状态作为已知参数； 根据所述测试参数建立 时间序列测试数据集， 以及根据 所述已知参数建立 时间序列目 标数据集， 对所述时间序列测试数据集进 行归一化处理， 并基于上下界算法， 删除所述时间 序列测试数据集中与所述时间序列目标数据集不匹配的时间序列， 得到处理好的时间序列 测试数据集； 基于所述处理好的时间序列测试数据集训练动态时间规整模型， 得到电池荷电状态估 计模型， 将电流、 电压、 阳极应变数据、 温度输入至所述电池荷电状态估计模型中， 得到电池 荷电状态的估计数据。 2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特 征在于， 所述光纤布拉格光栅传感器至少设置有两个， 其中一个贴附在所述锂离子电池的 负极表面， 用于测量电池阳极材料 的阳极应变数据， 另一个贴附在所述锂离子电池的中央 位置， 用于测量所述锂离 子电池的温度变化。 3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 将所述锂离子电池加热至指定温度， 并对所述锂离子电池重复充放电， 采集电流、 电 压、 时间、 阳极应变数据、 温度以及电池荷电状态， 并将采集到的电流、 电压、 时间、 阳极应变 数据、 温度以及电池荷电状态作为所述测试参数。 4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特 征在于， 所述基于上下界算法， 删除所述时间序列测试数据集中与所述时间序列目标数据 集不匹配的时间序列， 包括： 基于上下界算法， 计算所述 时间序列测试数据集与所述 时间序列目标数据集中相同时 间步之间的距离； 将所述距离与预设的阈值进行比较； 若所述距离大于预设的阈值， 则判定所述 时间序列测试数据集中所述距离大于预设的 阈值的时间序列 与所述时间序列目标 数据集不匹配， 并删除不匹配的时间序列。 5.根据权利要求4所述的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特 征在于， 所述基于上下界算法， 计算所述时间序列测试数据集与所述时间序列目标数据集 中相同时间步之间的距离， 包括： 获取所述时间序列目标 数据集中每 个时间序列的上界与下界； 获取所述 时间序列测试数据集中每一个时间序列， 并将每一个时间序列均与对应时间 序列的上界以及下界通过对相同的时间步进 行距离计算， 得到所述时间序列测试数据集与权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114935721 A 2所述时间序列目标 数据集中相同时间步之间的距离 。 6.根据权利要求4所述的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特 征在于， 所述基于上下界算法， 删除所述时间序列测试数据集中与所述时间序列目标数据 集不匹配的时间序列， 还 包括： 针对所述 时间序列测试数据集中的一个时间序列， 获取已计算得到所述 时间序列与 所 述时间序列目标 数据集中相同时间步之间的距离之和； 将计算得到距离之和与预设的距离阈值进行比较； 若所述距离之和大于所述距离阈值， 则停止所述时间序列的计算。 7.根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计方法， 其特 征在于， 所述基于所述处理好的时间序列测试数据集训练动态 时间规整模型， 得到电池荷 电状态估计模 型， 将电流、 电压、 阳极应变数据、 温度输入至所述电池荷电状态估计模型中， 得到电池荷电状态的估计数据， 包括： 将所述处理好的时间序列测试数据集中的电流、 电压、 时间、 阳极应变数据、 温度作为 输入， 将所述处理好的时间序列测试数据集中的电池荷电状态作为输出， 训练所述动态 时 间规整模型， 得到电池荷电状态估计模型； 将电流、 电压、 阳极应变数据、 温度输入至所述电池荷电状态估计模型中， 得到电池荷 电状态的估计数据； 根据所述估计数据与 所述处理好的时间序列测试数据集， 对所述电池荷电状态估计模 型进行参数调优。 8.一种基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计系统， 其特征在于， 所述系统 包括： 测试参数采集模块， 用于选取型号已知的锂离子电池， 对所述锂离子电池进行充放电 实验， 并基于设置在所述锂离子电池上 的光纤布拉格光栅传感器， 采集预设时间段内的电 流、 电压、 时间、 阳极应变数据、 温度以及电池荷电状态， 并将电流、 电压、 时间、 阳极应变数 据、 温度以及电池荷电状态作为测试参数； 已知参数获取模块， 用于根据所述锂离子电池的型号信息， 得到与所述型号信息对应 的电流、 电压、 时间、 阳极应变数据、 温度以及电池荷电状态， 并将与所述型号信息对应的电 流、 电压、 时间、 阳极应 变数据、 温度以及电池荷电状态作为已知参数； 时间序列处理模块， 用于根据所述测试参数建立时间序列测试数据集， 以及根据所述 已知参数建立时间序列目标数据集， 对所述时间序列测试数据集进行归一化处理， 并基于 上下界算法， 删除所述时间序列测试数据集与所述时间序列目标数据集中不匹配的时间序 列， 得到处 理好的时间序列测试 数据集； 荷电状态估计模块， 用于基于所述处理好的时间序列测试数据集训练动态时间规整模 型， 得到电池荷电状态估计模型， 将电流、 电压、 阳极应变数据、 温度输入至所述电池荷电状 态估计模型中， 得到电池荷电状态的估计数据。 9.一种终端设备， 其特征在于， 所述终端设备包括存储器、 处理器及存储在所述存储器 中并可在所述处理器上运行的基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计程序， 所述 处理器执行基于光纤光栅传感器的锂离子电池荷电状态估计程序时， 实现如权利要求1 ‑7 任一项的基于光纤光 栅传感器的锂离 子电池荷电状态估计方法的步骤。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114935721 A 3